Masurari Electrice

Msurarea curenilorAmpermetre analogice

n general pentru msurarea curentului electric este necesar ntreruperea circuitului i introducerea unui ampermetru A, de rezisten rA, n circuitul parcurs de curentul de msurat. nainte de introducerea ampermetrului n circuit, curentul electric are valoarea I i se numete valoarea adevrat a curentului de msurat:

unde UAB este tensiunea la bornele AB iar RC este rezistena circuitului parcurs de curentul I.

figura 1. Influena consumului ampermetrului

n circuitul de msurare

Ca urmare a introducerii ampermetrului n circuit, curentul msurat Im, mai mic dect I, va avea valoarea:

,

unde rA este rezistena intern a ampermetrului.

Eroarea relativ ce apare ca urmare a introducerii ampermetrului n circuit este:

Pentru ca aceast eroare s fie ct mai mic trebuie ca rezistena ampermetrului s fie ct mai mic fa de rezistena circuitului.

Ampermetre magnetoelectrice

Ampermetre magnetoelectrice sunt alctuite dintr-un miliampermetru conectat la bornele unui unt.

Ampermetre magnetoelectrice se construiesc cu unturi interioare pentru domenii cuprinse ntre 0,1 i 100 A i cu unturi exterioare pentru cureni de pn la 10 kA.unde I este curentul de msurat, I0 este curentul prin ampermetru, r0 este rezistena intern a ampermetrului iar RS este rezistena untului.Dac ampermetrul trebuie s msoare un curent I, de n ori mai mare ca domeniul de msur al acestuia I0, (I = nI0), rezistena untului se calculeaz cu relaia:

Schema electric a unui unt multiplu este prezentat in figura 2.

Figura 2. Schema electric a unui unt multiplu

n cazul n care gama de msurare este setat pe domeniul k, curentul Ik funcie de rezistenele unturilor va fi:

rezult c:

Rezistena RT este realizat n general din manganin i servete la compensarea erorilor de temperatur. Astfel rezistena total Ra + RT variaz mai puin cu temperatura (RT = 1 ... 5 Ra, manganin).Ampermetre feroelectrice

Ampermetrele feromagnetice sunt aparate de msura analogice folosite pentru msurarea curentului alternativ de frecven industrialDispozitivul feroelectric este format dintr-o bobin fix parcurs de curentul de msurat de form cilindric n interiorul creia se afl dou piese confecionate din material feromagnetic, dintre care una este fixat n interiorul carcasei bobinei iar cealalt este mobil fiind prins pe axul dispozitivului indicator. Cuplul activ este creat de forele de respingere ce apar intre cele dou piese feromagnetice polarizate n acelai sens.

Expresia energiei magnetice care acioneaz asupra sistemului este:

unde Wmag este energia instantanee a cmpului magnetic al bobinei, i curentul ce trece prin bobin iar L este inductana bobinei. Cuplul activ mediu ce acioneaz asupra sistemului va fi dat de derivata energiei magnetice funcie de unghiul de deviaie:

unde I este valoarea efectiv a curentului alternativ, L depinde de poziia pieselor feromagnetice n interiorul bobinei, deci de unghiul de deviaie.Cuplul rezistiv este proporional cu unghiul de deviaie:

Astfel c deviaia acului indicator este dat de relaia:

Deoarece inductana bobinelor este proporional cu ptratul numrului de spire N, L = L0N2, deci deviaia poate fi exprimat sub forma:

Deviaia maxim max depinde de amperspirele nominale (NI)nomAmpermetrele feromagnetice se realizeaz prin dimensionarea corespunztoare a bobinei parcurse de curentul de msurat. La ampermetrele cu un singur domeniu de msurare, odat cu cretere curentului nominal se micoreaz numrul de spire al bobinei, ajungndu-se pentru cureni de 200 500 A ca bobina s fie realizat dintr-o singur spir.

Pentru msurarea unor cureni de ordinul mA numrul de spire necesar este de ordinul sutelor (300).

La ampermetrele cu domenii multiple, bobina este realizata din mai multe seciuni, schimbarea domeniului de msurare realizndu-se fie prin schimbarea conexiunii serie sau n paralel a seciunilor fie prin schimbarea bornei de utilizare (figura 3, n care este reprezentata schema extinderii domeniului de msurare).

Figura 3 Extinderea domeniul de msurDomeniul de frecven al ampermetrelor feromagnetice de laborator este de 15 500 Hz.Ampermetre termoelectriceSunt singurele aparate clasice care msoar cureni de frecven foarte mare, zeci i sute de MHz. Ampermetrele cu termocuplu se utilizeaz cu precdere la msurarea valorii efective a curenilor de radiofrecvena, msurnd valoarea efectiva a acestora, indiferent de forma de unda si de frecven i sunt constituite dintru milivoltmetru magnetoelectric conectat la capetele reci ale unui termocuplu.Funcionarea acestora se bazeaz pe efectul Seebeck care const n apariia unei tensiuni continue (tensiune termoelectrica) la capetele ,,reci'' ale unui cuplu format din doi electrozi, atunci cnd capetele ,,calde'' (sudate) ale acestuia sunt nclzite la o anumita temperatur de ctre curentul de msurat I, figura 4.

Figura 5. Miliampermetru termoelectricAstfel, daca T este temperatura capetelor sudate, tensiunea termoelectromotoare ET este dat de o relaie de forma:

unde T este proporional cu I2 i R:

Curentul ce va trece prin ampermetrul magnetoelectric It va fi dat de relaia:

Deviaia acului indicator a ampermetrului magnetoelectric va fi:

i va fi proporional cu ptratul curentului continuu sau cu ptratul valorii efective al curentului alternativ.

Ampermetru electronic de curent continuuSchema de principiu este alctuit dintr-un amplificator operaional ce are conectat n reacie un ampermetru magnetoelectric, figura 5.

Rezult ecuaia:

Deoarece Un Up rezult i se obine:

dar Un U1 = U = RI rezult c

Deci curentul msurat de ctre ampermetrul magnetoelectric este o msur a curentului de msurat.

Dac raportul R/R1 este foarte mare (R>>R1) atunci aparatul poate msura cureni foarte mici (nA)

A

B

A

rA

RC

Im

UAB

RS

r0

A

I0

I

I0

R

R1

U

A

r0

Ri

U0

U1

Up

Un

I

R

-

+

_1161769211.unknown

_1161778730.unknown

_1161779014.unknown

_1162016882.unknown

_1162017334.unknown

_1162017573.unknown

_1162017175.unknown

_1161779358.unknown

_1161778872.unknown

_1161769541.unknown

_1161769912.unknown

_1161769437.unknown

_1161614346.unknown

_1161615148.unknown

_1161768701.unknown

_1161614963.unknown

_1161513373.unknown

_1161513584.unknown

_1161513108.unknown