LUCRAREA 5

LUCRAREA 5MSURAREA TENSIUNII ELECTRICE

I. PARTEA TEORETIC

Tensiunea electric este definit ca diferena de potenial electric dintre dou puncte. Unitatea de msur pentru tensiunea electric n Sistemul Internaional este voltul.

Cele mai utilizate voltmetre analogice de c.c. sunt voltmetrele magnetoelectrice. Pot fi folosite direct numai ca milivoltmetre. Pentru extinderea domeniului de msurare al unui voltmetru de c.c. se nseriaz cu acesta o rezisten adiional.

Fig.1. Voltmetru de c.c.

cu rezisten adiional

Voltmetrele de laborator se construiesc cu domenii multiple de msurare. Rezistenele adiionale pot fi realizate separat, pentru fiecare interval de msurare (Fig.2.b) sau pot fi formate din mai multe rezistene legate n serie (Fig.2.a).

n cazul rezistenelor adiionale n serie, factorul de multiplicare este:

iar pentru rezistene n paralel:

Cunoscnd valorile Ri i Ui pentru un aparat dat i stabilind limitele maxime Uk pentru cele K domenii, rezult factorii de multiplicare mk. Se formeaz un sistem de m ecuaii cu m necunoscute Raj (j =1,2 ...,m) prin rezolvarea cruia rezult valorile rezistenelor adiionale.

Fig.2. Voltmetru de c.c. cu domenii multiple: a) cu rezistene adiionale n serie; b) cu rezistene adiionale

n paralel

Rezistenele adiionale se confecioneaz din manganin sub form de rezistene bobinate montate n interiorul carcasei aparatului. Cu ajutorul rezistenelor adiionale, domeniul de msurare poate fi extins pn la 1000V c.c. Aceast limit este impus n principal din considerente de izolaie i de pericolul pe care l prezint tensiunile mai ridicate pentru operator.

Adesea, un voltmetru este caracterizat prin rezistena necesar pentru a obine un domeniu de msurare de 1 volt, cunoscut sub denumirea de rezisten n /V. Astfel, innd seama c domeniul de tensiune al unui voltmetru este dat de produsul dintre curentul nominal i rezistena nominal:

U0=I0R0

atunci pentru U0=1V va rezulta o rezisten:

R0=

relaie care arat c rezistena n /V ce caracterizeaz un voltmetru este egal cu inversul curentului su nominal.

Tensiunea electric alternativ se msoar n majoritatea cazurilor cu voltmetre magnetoelectrice cu redresor sau cu voltmetre feromagnetice. Extinderea domeniului de msur se obine prin conectarea unei rezistene adiionale n serie cu instrumentul de baz. Pentru tensiuni mai mari de 600V domeniul se extinde folosind transformatoare de msur (de tensiune). Schema de principiu a transformatorului de tensiune este dat n figura 3.

Fig. 3. Montarea voltmetrului prin intermediul

unui transformator de tensiune

II. PARTEA EXPERIMENTAL

II.1. Un voltmetru de c.c. are domeniul de msurare 10V i rezistena intern 250K(. S se realizeze un voltmetru cu domeniul de msurare de 50V.

II.2. Folosind un instrument cu rezistena intern R0=1K i curentul nominal I0=50A se realizeaz un voltmetru de c.c. cu rezistene adiionale n serie avnd domeniile de msurare U1= 1V, U2= 5V i U3= 10V.a) S se determine valorile rezistenelor adiionale i rezistena intern a voltmetrului pentru fiecare din cele trei domenii de msurare;b) S se determine consumul propriu al voltmetrului pentru fiecare din cele trei domenii de msurare.

II. 3. Se extinde domeniul de msur al voltmetrului de la Ui = 30V la U =150V. Rezistena adiional Ra se predimensioneaz prin calcul i se ajusteaz experimental.

a) Determinarea rezistenei interne Ri

Se realizeaz montajul din Fig.4. Se aduce indicaia voltmetrului la limita superioar a domeniului de msur i se msoar curentul IV. Se calculeaz apoi rezistena intern aproximativ:

Ri = UV/IVFig. 4. Montaj pentru determinarea rezistenei interne

b) Predimensionarea rezistenei adiionale

m=U/UiRa = Ri(m-1)

c) Ajustarea rezistenei Ra. Verificarea preciziei.

Se realizeaz montajul din Fig.5. Se modific Ra astfel nct voltmetrul V s indice limita superioar a domeniului atunci cnd V0 indic U=150V. Se verific precizia voltmetrului V cu domeniul extins la toate reperele importante de pe scar si se completeaz tabelul TAB1. V0 se folosete ca voltmetru etalon (de referin).

Fig. 5. Montaj pentru ajustarea Ra i pentru verifivarea preciziei

TAB1U[V]6080100120140150

U0[V]

(U[V]

III. PRELUCRAREA REZULTATELOR:

a) Se calculeaz erorile absolute:

(U=U-U0

b) Se extrage din tabel eroarea absolut maxim n modul i se calculeaz eroarea maxim raportat la limita superioar a domeniului extins:

Se ncadreaz voltmetrul n una din clasele de precizie standardizate: (c=0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 5; 10)

c max

c) Se calculeaz consumul propriu al voltmetrului:

- fr rezistena adiional Si=UiIv [VA]

- cu rezistena adiional S=UIv [VA]

d) Se reprezint grafic dependena erorii absolute la valoarea tensiunii indicate: (U=f(U).

EMBED Equation.3

EMBED Word.Picture.8

EMBED Word.Picture.8

EMBED CorelDraw.Graphic.8

EMBED CorelDraw.Graphic.8

PAGE 3

_1220079029.doc

Ui

U

Ra

Ri

_1252406355.doc

EMBED CorelDraw.Graphic.8

_1024310484.unknown

_1252407423.unknown

_1220079140.unknown

_1220078531.doc

...

a)

Ra1

Ri

...

Ra2

Rak

Ram

Uk

Ik

Ui

b)

Uk

Ri

Ra1

Rak

Ram

_1050685130.unknown

_1114930194.unknown

_1024307962.unknown

_1024310050.unknown