Miernictwo I INF Wykład 13 dr Adam Polak

Transkrypt

1 Miernictwo I INF Wykład 13 dr Adam Polak ~ 1 ~

2 I. Właściwości elementów biernych A. Charakterystyki elementów biernych 1. Rezystor idealny (brak przesunięcia fazowego między napięciem a prądem) brak części urojonej sygnalizuje brak przesunięcia w fazie 2. Kondensator idealny a) pojemność elektryczna b) równanie w dziedzinie czasu c) stosunek wartości skutecznych napięcia i prądu zmiennego d) przesunięcie fazowe między napięciem i prądem zmiennym: -π/2 (-90 ) 3. Kondensator rzeczywisty a) schemat zastępczy (model elektryczny) b) szeregowy i równoległy schemat zastępczy kondensatora schematy te są nierozróżnialne empirycznie, obydwa schematy prawie jednakowo opisują ~ 2 ~

3 c) współczynnik strat D (tangens kąta stratności tgδ) 4. Cewka indukcyjna idealna a) strumień magnetyczny (indukcyjność L) b) równanie w dziedzinie czasu c) stosunek wartości skutecznych napięcia i prądu zmiennego d) przesunięcie fazowe między napięciem i prądem zmiennym: π/2 (90 ) 5. Cewka indukcyjna rzeczywista a) schemat zastępczy (model elektryczny) b) szeregowy i równoległy schemat zastępczy cewki c) dobroć cewki Q (tangens kąta przesunięcia fazowego tgδ) ~ 3 ~

4 II. Pomiary impedancji A. Mostki czterogałęźne 1. Właściwości ogólne a) warunek równowagi mostka b) możliwość wyznaczenia obu składowych nieznanej impedancji ZX c) wniosek: do zrównoważenia mostka impedacyjnego należy stosować dwa elementy regulowane 2. Mostki pomiaru pojemności a) dobór schematu zastępczego kondensatora w oparciu o jego strukturę b) ile elementów wzorcowych wchodzi w skład mostka do pomiaru rezystancji (dwa wzorce stałe i dwa wzorce regulowane) 3. Mostki do pomiaru indukcyjności ~ 4 ~

5 a) cewka i kondensator mają tylko reaktancję, więc to właśnie musimy regulować. Jeśli szeregowo mamy impedancję, to potrzebujemy szeregowo podłączyć rezystor i kondensator. 4. Mostki transformatorowe a) zastąpienie spadków napięć w ramionach mostka siłami elektromotorycznymi wtórnych uzwojeń transformatora b) warunek równowagi mostka c) zastąpienie stosunku impedancji stosunkiem liczby zwojów - większa dokładność i powtarzalność wskazań B. Półautomatyczne i automatyczne pomiary impedancji 1. Mostki półautomatyczne (jeden z elementów dostrajany ręcznie, drugi automatycznie) 2. Przyrządy automatyczne (cyfrowe) III. Pomiary mocy sygnałów harmonicznych A. Definicje 1. Moc chwilowa 2. Moc czynna (rozpraszana lub zamieniana na pracę, energię, itp.) Np. rezystor nie ma reaktancji (kąt fazowy jest równy 0 ) Idealny kondensator nie pobiera energii! 3. Moc pozorna (amplituda oscylacji mocy chwilowej) 4. Moc bierna (moc przesyłana na przemian między nadajnikiem i odbiornikiem) 5. Związek między mocą pozorną, czynną i bierną (wystarczy mieć dwie moce, żeby podać trzecią) ~ 5 ~

6 6. Współczynnik mocy: miara wykorzystania energetycznego B. Pomiar mocy odbieranej 1. pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej 2. sposób włączenia watomierza C. Pomiary mocy metodą absorpcyjną 1. zasada pomiaru regulowany rezystor i woltomierz wyskalowany w watach (prąd przepływa przez rezystor) 2. regulacja R: wyznaczenie maksymalnej mocy oddawanej i rezystancji dopasowania D. Pomiar energii elektrycznej 1. energia jest mocą czynną scałkowaną w czasie T IV. Pomiary wielkości nieelektrycznych A. Czujniki i przetworniki wielkości fizycznych 1. Przetwornik to urządzenie lub element odwzorowujący wielkość wejściową na wielkość wyjściową w zdefiniowany sposób Zwykle kilka przetworników łączonych jest szeregowo tworząc łancuch przetwarzania 2. Czujnik to pierwszy element łancucha przetworników mający bezpośredni kontakt z polem pomiarowym i reagujący na zmianę wielkości mierzonej B. Zalety elektrycznego pomiaru wielkości nieelektrycznych 1. analogowe przetwarzanie sygnału pomiarowego (wzmacnianie, filtracja, itd.) 2. przesyłanie sygnału na odległość 3. przetwarzanie cyfrowe sygnału (obróbka matematyczna) 4. sterowanie elektryczne obiektami C. Idea pomiarów: zastosowanie przetworników (czujników) wielkości nieelektrycznych na elektryczne ~ 6 ~

7 D. Typy czujników pomiarowych (parametryczne - zamiana wielkości nieelektrycznej na jeden z trzech parametrów - rezystancję, impedancję lub indukcyjność; generacyjne, czyli takie, w których wielkość nieelektryczna jest zamieniana na albo napięcie albo natężenie) Pytania kontrolne: Jakie zjawiska charakteryzują parametry elektryczne elementow biernych Zasady pomiaru impedancji Co opisuje moc czynna, a co bierna; sposoby ich pomiaru Co to są czujniki i przetworniki Na czym polegają pomiary wielkości nieelektrycznych Kolokwium (test wyboru) czwartek, 29 stycznia A-Ł: godz. 9:15 M-Ż: godz. 9:45 Należy przynieść coś do pisania i legitymację (lub indeks) Wpis / termin poprawkowy czwartek, 5 lutego Moduł rezystancji (tzw. zawada) stosunek napięcie skutecznego do prądu skutecznego. ~ 7 ~