Схемы расширения диапазона

Расширение предела измерения амперметра
Для расширения предела измерения амперметра А применяют шунты-сопротивления RШ, включаемые параллельно амперметру А
Шунты бывают внутренние и наружные. Амперметры на небольшие токи (до 30 А) часто имеют внутренние шунты.
На большие токи (до 7500А) применяют наружные шунты.

Пример (шунт к амперметру)
Рассчитать шунт к амперметру с пределом измерения IАН = 5 А для измерения постоянного тока I = 50 А и определить цену его деления до и после присоединения шунта. Шкала амперметра имеет NH = 100 делений, а его внутреннее сопротивление RA = 0,015 Ом
Решение: в параллельных ветвях токи разветвляются обратно пропорционально сопротивлению этих ветвей:
IАН / Iш = 5 / 45 = Rш / RАН
Ток в шунте IШ = I – IАН = 50 – 5 = 45 А, следовательно, RШ = 0,00167 Ом.

Трансформаторы тока и напряжения
Расширение пределов измерения приборов может также осуществляться путем использования трансформатора тока ТА и трансформатора напряжения ТV, которые преобразуют большие токи и напряжения соответственно в токи и напряжения стандартной величины (5 А и 100 В).

Пример №2. Измерить ток I = 90 А амперметром с пределом измерения IАН = 5 А. Шкала амперметра имеет NН = 100 делений.
Решение: необходимо подключить трансформатор тока ТA с коэффициентом трансформации К = 100/5 = 20.
При токе 90 А указатель установится на делении ??? срс

При токе I = 90 А стрелка амперметра отклонится на:

Измерение напряжения
Для измерения величины напряжения на любом участке электрической цепи параллельно к нему включают вольтметр V, считая, что RД отсутствует в цепи
(рис. 6). Параллельное включение вольтметра V в измеряемую цепь обусловлено тем, что его внутреннее сопротивление RV очень большое (в идеале RV = ∞). Следовательно, наличие его в цепи никак не сказывается на истинном значении измеряемого напряжения U (ток, протекающий через вольтметр IV = 0), следовательно,
UV = R ∙ IR = R ∙ I, при IV = 0.

вольтметр
Для расширения предела измерения вольтметра V в цепях напряжением до 500 В обычно применяют добавочное сопротивление RД, включенное последовательно с обмоткой вольтметра V. (Рис. 6) По ГОСТу добавочные сопротивления изготавливают на номинальные токи 0,02 ÷ 30 мА, которые не должны превышать максимально допустимого тока прибора, равного .

Расширение диапазона вольтметра

вольтметр
Пример. Измерить вольтметром с пределом измерения UV = 100 В напряжение
U = 250 В Внутреннее сопротивление вольтметра RV = 8000 Ом.
Решение: Следует подключить последовательно добавочное сопротивление RД.
Напряжение UД= U – UVH = 250 –100 = 150 В.
Падение напряжения на участке последовательной цепи пропорционально сопротивлению этого участка: Rd = (Ud/Uv) Rv = (150/100) 8000 = 12000 Ом.

Измерительный трансформатор
Пример №4. В однофазной цепи переменного тока требуется измерить напряжение
U = 5000 В вольтметром с пределом измерения UVH = 100 В и с числом делений шкалы NH = 50 делений.
Решение: чтобы расширить пределы измерения вольтметра V при переменном токе, необходимо включить его через измерительный трансформатор с коэффициентом трансформации К = 6000/100 = 60.
Цена деления вольтметра без трансформатора напряжения:

Устройства защитного отключения УЗО
Первое УЗО запатентовано германской фирмой RWE 1928 г. В основе - принцип токовой дифференциальной защиты человека от поражения электрическим током.
В 1937 г. фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Co. изготовила первое действующее устройство

10 мА при 100 мс
первое действующее устройство работало на базе дифференциального трансформатора и поляризованного реле
чувствительность 0,01 А
быстродействие 0,1 с.

Эксперимент
Эксперимент закончился благополучно, устройство сработало, доброволец испытал слабый удар электрическим током и отказался от участия в дальнейших опытах

УЗО
В Германии, Австрии : FI-Schutzschalter (F-Fehler - повреждение, неисправность, утечка, I - символ тока в электротехнике, во Франции - DD - disjoncteur differentiel (дифференциальный выключатель);
В Великобритании - e.l.c.b. (earth leakage circuit breaker - выключатель тока утечки на землю);
В США - GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter - размыкатель тока утечки на землю

МЭК об УЗО
МЭК принято общее название - RCD - residual current protective device.
Точный перевод - защитное устройство по разностному току.

Наши УЗО Гомель
Первоначально разрабатывалось как УЗО-вилка( УЗО-В для стиральных машин).
УЗО является обязательным элементом всех объектов с электрообеспечением. Мощность возгорания - составляет всего 40-60 Вт. Своевременное срабатывание УЗО противопожарного назначения с уставкой 300 мА предупредит выделение указанной мощности

УЗО встраивают
УЗО встраивают в розетки или вилки для эл.инструмента и бытовых электроприборов в особоопасных помещениях (влажных, пыльных, с проводящими полами и т.п.)
Страховые компании при оценке риска, определяющего страховку.

На каждого жителя Франции, Германии, Австрии, Австралии приходится по два УЗО!!

Шесть уровней опасности
Время-токовые характеристики УЗО
1 - неощутимые токи; 2,3 - ощутимые;4 – ощутимые опасность<5%;
5 – ощутимые, опасность <50%; 6 - ощутимые, опасность >50

А и В - времятоковые характеристики УЗО (IDn=10mA и IDn=30mA)

Лр. Исследование УЗО
Задание
1 Собрать схему УЗО
2 Исследовать границы 1 и 2-й зоны
3 Сделать стат. обработку групп данных повторных значений

Схема исследования УЗО

Таблица данных

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ !