przewodnictwo elektryczne

of 27/27
Przewodnictwo elektryczne

Post on 25-Jun-2015

255 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Przewodnictwo elektryczne

Pojcie prdu i napicia Prd- wyraa szybko przepywu adunku elektrycznego obok pewnego punktu, jednostk miary jest amper;umownie przyjmuje si, e prd w ukadzie pynie od punktu bardziej dodatniego do punktu bardziej ujemnego Napicie- napicie midzy dwoma punktami jest to wydatek energii konieczny do przeniesienia jednostkowego adunku dodatniego z punktu o niszym potencjale do punktu o wyszym potencjale, jednostk miary jest wolt

Pomiar oporu- MostekWheatstone'a Metoda polega na porwnaniu nieznanego oporu z oporem znanym.

Pomiar oporu nieznanego, np.R3, sprowadza si do doprowadzenia mostka do stanu rwnowagi za pomoc zmiany wartoci oporw znanych

Mostek jest w rwnowadze, kiedy midzy punktami C i D rnica potencjaw jest rwna zeru,czyli przez galwanometr nie pynie prd

Pomiar oporu- MostekWheatstone'a

Poniewa napicie midzy punktami C i D jest rwne zeru, wic spadki napi na odcinkach AC i AD oraz CB i DB s midzy sob odpowiednio rwne:VACVAD,= VCBVDB

Wyznaczanie oporu Wprowadzajc oznaczenia nate prdu pyncego w rozgazieniach i stosujc prawo Ohma,otrzymamy rwnania wyraajce rwno wymienionych spadkw napi I1R1 = I xRx , I2R2 = I3R3

Poniewa przez mostek CD prd nie pynie, wic dla wzw rozgazienia C i D moemy zastosowa I prawo Kirchhoffa i otrzymamy rwnania I1= I 2 ; Ix = I3 Z tych czterech rwna eliminujemy natenie prdu i dzielc rwnania stronami otrzymamy warunek rwnowagi mostka R1/R2 = Rx/R3 Z powyszego wzoru moemy obliczy nieznany opr

Pomiar oporu metod dwuprzewodow

Pomiar rezystancji z uyciem dwch przewodw jest atwy do przeprowadzenia, ale w przypadku maych mierzonych opornoci nie zawsze jest dokadny,poniewa oporno przewodw doprowadzajcych sumuje si z rezystancj czujnika. Metoda dwuprzewodowa obarczone jest bdem, zalenym od dugoci linii pomiarowej i wartoci rezystancji kabla. Silny wpyw bdu widoczny jest podczas pomiaru rezystancji na dugim kablu czcym, gdzie do mierzonej wartoci rezystancji dodana jest rezystancja wasna kabla.

Pomiar oporu metod trjprzewodow

Metody trjprzewodowe pozwalaj na uwzgldnienie skoczonej rezystancji przewodw doprowadzajcych przy zoeniu, e wszystkie przewody maj tak sam rezystancj.

Metoda trjprzewodowa jest metod zalecan przez norm i najbardziej rozpowszechnion.

Pomiar oporu metod czteroprzewodow

Czteroprzewodowa metoda pomiaru rezystancji daje najbardziej wiarygodne wyniki pozwalajc stosowa do dugie przewody doprowadzajce Jedna para przewodw suy wycznie do przesyania prdu pobudzenia, a druga do praktycznie bezprdowego pomiaru spadku napicia

I Prawo OhmaNatenie prdu staego I jest proporcjonalne do cakowitej siy elektromotorycznej w obwodzie zamknitym lub do rnicy potencjaw (napicia elektrycznego U) midzy kocami czci obwodu nie zawierajcej rde siy elektromotorycznej.

Prawo Ohma okrela opr elektryczny przewodnika: R= U/I

II Prawo Ohma Opr odcinka przewodnika o staym przekroju poprzecznym jest proporcjonalny do dugoci tego odcinka i odwrotnie proporcjonalny do pola powierzchni przekroju R= * l/s

Dzielniki napicia Dzielnik napicia jest ukadem, ktry jak sama nazwa ju sugeruje dzieli napicie doprowadzone do jego wejcia, czyli jest to ukad, ktrego napicie wyjciowe jest czci napicia wejciowego.

Dziki szeregowemu poczeniu dwch impedancji (np. rezystorw) moliwe jest uzyskanie ukadu tzw. dzielnika napicia, ktrego zadaniem jest podanie na wyjcie pewnej czci napicia wejciowego. Napicie na rezystorze R2 dane jest wzorem: U2= IR2

Oczywicie dzielnik napicia moe by zoony z wikszej liczby rezystorw, i wwczas dostpna jest wiksza liczba napi wyjciowych. Oglnie napicie na k-tym z n rezystorw dane jest wzorem: Ui= Ui=1k Ri/ i=1nRi

Rezystancyjny dzielnik napiciowy Dzielnik napiciowy jest czsto wykorzystywany jako modu dopasowujcy. Ma on za zadanie dzieli lub zmniejsza napicie wejciowe (U) zgodnie z zadanym stosunkiem rezystancji.

Ukad zoony z dwu rezystorw mona zastpi jednym potencjometrem. Uzyskujemy w ten sposb regulowany dzielnik napicia. Dzielnik taki mona zastosowa jako najprymitywniejszy rodzaj zasilacza regulowanego (silnie uzalenionego od przepywu prdu).

Rezystancyjny dzielnik prdowy Podobnym ukadem do dzielnika napiciowego jest dzielnik prdowy. Rnica jest taka, e rezystory s tu poczone rwnolegle.

Dzielniki takie znalazy zastosowanie jako mostki rozszerzajce zakres pomiarowy amperomierzy.

Dzielniki napicia Warto napicia wyjciowego ukadu jest zawsze mniejsza(lub rwna)od wartoci napicia wejciowego W ukadzie tym mona uzyska wzmocnienie( wiksz warto napicia wyjciowego ni wejciowego),jeli rezystancja jednego z rezystorw bdzie ujemna Dzielniki napicia s czsto uywane w ukadach do otrzymywania okrelonego napicia z wikszego, ustalonego (lub zmieniajcego si) napicia

Zastosowanie dzielnikw napicia Najczciej uywanym typem dzielnika napicia jest potencjometr, bdcy dzielnikiem rezystancyjnym. Jest to specyficzna odmiana dzielnika w ktrej wartoci R1 i R2 mog by pynnie regulowane, co mona wykorzysta do regulacji napicia wyjciowego w zalenoci od prdu obcienia.

Pomiar przy uyciu bocznika Bocznik suy do przetwarzania prdu I na napicie UB wedug zalenoci: UB= RBI, gdzie RB jest precyzyjnym rezystorem o mocy PRB=IN2RB. Wykonanym np.z manganianu.

CharakterystykaPodstawowe dane znamionowe bocznika to: prd znamionowy(15, ... 100, ... 2000, ... A) znamionowy spadek napicia (najczciej 60 mV, rzadko 30, 45, 100 mV) klasa dokadnoci (od 0,02 do 1; najczciej 0,5)

Ich powan wad jest powstajca w nich dua moc, rwna np. I2R=(1000A)2104W=100W. Std konstrukcja bocznikw powinna umoliwia skuteczny odpyw wydzielajcego si w nich ciepa.

Schemat bocznika

Multimetry Dobrze nadaj si do pomiaru spadku napicia, natenia prdu lub rezystancji z wystarczajco du dokadnoci Istniej 2 rodzaje multimetrw: Tradycyjne- ze wskanikiem wskazwkowym Nowoczesne- z wywietlaczem cyfrowym

multimetry W standardowym multimetrze uniwersalnym stosuje si ustrj pomiarowy reagujcy na natenie prdu (o typowej czuoci 50 A dla wychylenia wskazwki do koca skali)

Obecnie spotyka si wiele miernikw w ktrych zastosowano wzmacniacze elektroniczne o rezystancji wejciowej osigajcej warto 109 .

Pomiar rezystancji w kilku podzakresach obejmujcych wartoci od 1 (lub mniej) do 10 M (lub wicej), odbywa si na zasadzie pomiaru spadku napicia wywoanego przepywem prdu o niewielkim nateniu

rda bdw pomiaru Napicie termoelektryczne Obcienie Zakcenia szeregowe Zakcenia rwnolege Ptla prdowa Ksztat sygnau Pasmo przenoszenia

Parametry miernikwFunkcja: Pomiar napicia staego DC Pomiar napicia zmiennego AC Pomiar prdu staego DC 400mV 4V do 1000V 4V do 750V 400A do 400mA 20A 400A do 4mA 40mA do 400mA 20A M-3890D 0.5% +2dgts 0.8% +2dgts 1.5%+3dgts (40Hz~500Hz) 1.0%+2dgts 2.5% +3dgts 1.0% + 5dgts (40Hz~500Hz) 1.5% +5dgts (40Hz~500Hz) 3.0% +4dgts (40Hz~500Hz)

Pomiar prdu zmiennego AC

Pomiar rezystancji

400 do 400k, 4M 4nF do 400nF 4F do 40F 200F

0.8% +2dgts 1.0% +4dgts 2.0% + 5dgts 3.0% + 5dgts 5.0% + 5dgts

Pomiar pojemnoci

Pomiar czstotliwoci: Pomiar temperatury: Stany logiczne Test cigoci Test diod: hFE tranzystorw: Sygna wyjciowy:

4kHz do 4MHz -40C ~ 20C 200C ~ 1200C

0.1% + 1dgts 3.0% + 5dgts 3.0% + 2dgts

trzy poziomy logiczne (Low,---, Hi) Buzer przy rezystancji mniejszej ni 80 TAK TAK 1Hz ~ 10kHz (13 krokw)

MIERNIK / MULTIMETR DT9205ANapicie stae DC 200m/2/20/200[V] +/(0,5%+1) 1000V +/-(0,8%+2) 0,1mV-1000V 200mV +/-(1,2%+3) 2/20/200[V] +/-(0,5%+1) 750V +/-(1,2%+3) 0,1mV-750V 2m/20m[A] +/-(0,8%+1) 200mA +/-(1,2%+1) 20A +/-(2%+5) 1uA-20A 20mA +/-(1%+3) 200mA +/-(1,8%+3) 20A +/-(2%+5) 10uA-20A 200 +/-(0,8%+3) 2k/20k/200k/2M[] +/(0,8%+1) 20M +/-(1%+2) 200M +/-(5%+10) 0,1-200M 2n/20n/200n/2u/20u/200u[F] +/-(2.5%+3) 1pF-200uF

Napicie zmienne AC

Prd stay DC

Prd zmienny AC

rezystancja

pojemno