Curs 8
Transcript of Curs 8
Curs 8
Compensatoare de tensiune
Compensatorul (potenţiometrul) de curent continuu este un dispozitiv care serveşte la
măsurarea directă a tensiunilor electrice şi a tensiunilor electromotoare continue prin
operaţii simple, precum şi la măsurarea indirectă a rezistenţelor, curenţilor şi puterii
electrice.
Compensatorul este utilizat în operaţiile de etalonare a aparatelor electrice de
măsurare, măsurările fiind de înaltă precizie (erori sub 0,01%).
Principiul metodei constă în compensarea tensiunii (sau t.e.m.) de măsurat cu o altă
tensiune (metoda opoziției), care poate fi variată şi cunoscută cât mai precis. Precizia
măsurării depinde de precizia cu care este cunoscută valoarea tensiunii de comparare.
Metoda de măsurare este tot o „metodă de zero”.
Principiul metodei de compensare:
ua sursă de alimentare pentru circuitul de lucru
R reostat de reglare a curentului de lucru Ia
uc tensiunea de compensare
IN indicator de nul
ux tensiunea necunoscută (de măsurat)
aacx
a
a
uR
rIruu
R
uI
0gI
Ig
r
R
uc
ux
Ia
ua
IN
Metoda de compensare curent constant ( .var;. rctIa )
rezistenţă constantă ( .;.var ctrIa )
8.1. Compensatoare de c.c.
a) Compensator de c.c cu curent constant (schema compensatorului cu substituţie şi
tarare (etalonare))
Ea sursa de alimentare
Ra reostat de reglare a curentului de lucru
k1 întrerupător de alimentare
R1 reostat de compensare
R2 reostat etalon
IN indicator de nul
k2 comutator
EN tensiunea etalon a elementului normal
Ex t.e.m. de măsurat
Ea
EN Ex
N x
k2
Ig rx RN
k1
R2 R1
Ra
Ia
IN
k2 N: etalonare (tarare) : Ig=0
N
Na
aNN
R
EI
IRE
k2 x: măsurare
N
N
xaxxR
ErIrE
curentul de lucru se fixează la o valoare comodă pentru calcule:
AIa
432 10;10;10
de exemplu:
3
3
3
10
65,101810:
;01865,1;10
x
N
N
xx
NN
Na
rR
ErE
ERalegeSe
VEAI
valoarea lui Ex în [V] va fi tocmai valoarea lui rx în [kΩ]
Erori: valoarea EN (eroarea constructivă 0,01% + eroarea datorată variaţei
temperaturii)
rezistenţe de contact, de izolaţie, tensiuni termoelectromotoare
constructive ale rezistoarelor decadice
instabilitatea sursei de alimentare Ea
reglarea şi citirea galvanometrului
b) Compensator de c.c cu rezistenţă constantă
la măsurări de tensiuni mici nu apar erori datorate rezistenţelor de contact
precizia este limitată de cea a instrumentului de măsură a curentului de lucru
Extinderea limitelor de măsurare la compensatoarele de c.c. se poate realiza astfel:
direct se pot măsura tensiuni până la 2V(comparabile cu EN)
extinderea se realizează cu divizoare de tensiune pur rezistive
+ ux
Ea
-
R
Ra
Ia
mA
IN
ax IRu
VuVuEx
u
R
uRIRu
R
u
RR
uI
xx
xx
x
xx
9,119:
1010
109
'
'
ux u’x spre compensator; u
’x=Ea
x1
x10
x100
I
R
9R
90R
8.2. Alte măsurători cu compensatorul de tensiune
a) Măsurarea curenţilor
b) Măsurarea rezistenţelor
RN
Ra
ux
Ix
-
+
etalonrezistentaRR
uI N
N
xx
k
N
x
xx
x
xx
N
x
xN
Ru
u
I
uR
uIRk
R
uI
uIRk
1
22
2
'
1
1
'
2,2
1,1
1’ 2 2
’ 1
Rx RN
Ra
ux
I
-
+
8.3. Compensatoare de c.a.
Compensarea în c.a înseamnă egalitatea tensiunii alternative cunoscute cu tensiunea
alternativă de măsurat. Se vorbeşte astfel de o compensare în:
amplitudine
fază
frecvenţă
factor de formă
Precizia este scăzută, deoarece instrumentul de lucru este, de obicei, Ampermetrul
electrodinamic (0,1 ...0,2%).
Se utilizează ca indicatoare de nul:
microvoltmetre electronice
osciloscoape specializate
galvanometre cu vibraţii (performanţe reduse)
Indicatoarele de nul sunt selective, măsurarea făcându-se pe armonica fundamentală a
tensiunii necunoscute.
a) Compensatoare de c.a. în coordonate polare
principiul şi schema
alimentarea compensatorului şi a circuitului de studiat se
face de la aceeaşi sursă de c.a
compensatoare în coordonate polare
compensatoare în coordonate rectangulare
1
+j
x c
xu
cu
cx
cx
j
c
j
x
cx uu
eueu
uu
cx
Tφ regulator de fază
instrument de măsură a curentului de lucru Ia
Ra reostat de reglare a curentului Ia
R reostat de compensare
IN indicator de nul
cx
axx
cx
cx
cx
Iruuu
uuIN
0
se modifică faza tensiunii de compensare (prin Tφ) până când cx primul
minim la IN
T S R
rx
~
ux
uc R
Ra
Ia
mA
IN
Tφ
mA
se modifică apoi rezistenţa R calibrată al doilea minim ( cx uu )
Obs.: R poate fi gradat direct în V (mV) se citeşte comod valoarea efectivă a
tensiunii măsurate
cx se citeşte pe ecranul gradat al Tφ
se pot măsura 1,5...15V; 0...1800
b) Compensatoare de c.a. în coordonate rectangulare
principiul şi schema
2xu
1xu
2cu
1cu
1
+j
x c
xu
cu
22
11
2121
cx
cx
ccxxcx
uu
uu
juujuuuu
0’
0
r2
uc2
uc1
C
B
ux
D
A M IN
uc
R1
Ra
I1
mA
R2
r1
I2
cuplaj inductiv mutual
(circuitele sunt parcurse
de doi curenţi defazaţi
cu 900)
1
2
2222
111
2121
211
2
2122
0
IR
MrIru
Iru
juujuu
uuIN
IIIR
MjIIMjRI
c
c
ccxx
cx
1
2
2
2
2
1
2
2
2
1
c
c
x
ccxxx
xx
u
uarctg
uuuuu
ejuu x
suma tensiunilor 2211 ; cccc juuuu (aflate în cuadratură şi fiind
reglabile) poate compensa xu situată în oricare dintre cele 4 cadrane.
uc2
uc1
uc
D
C
B
0, 0’
A