ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ.

Учебная цель занятия:

Определение падения напряжения на приемнике.

Определение силы тока в приемнике.

Определение опытным путем сопротивления приемника.

Приобретение навыков в сборе электрических схем.

Время: 2 часа.

Приборы и оборудование:

1. Источник постоянного тока (выпрямитель).
2. Ламповый реостат.
3. Амперметр.
4. Вольтметр.
5. Соединительные провода.
6. Омметр.
7. Мегомметр.

                   Теоретические сведения.

Электрическое сопротивлениеизмеряют несколькими спо­собами, простейший из них - метод амперметра-вольтметра. При измерении сопротивления по схеме, приведенной на рис.1,

R = U / I.

Измеряемое сопротивление R_Иотличаетсяот действитель-ногоR

R_и = R_A + R,

т. е. внутреннее сопротивление амперметра R_A вносит погрешность измерения. Поэтому та­кая схема применяется при измере                 рис. 1    измерении доста­точно больших сопротивлений (R_и>>R_A). Внут­реннее сопротивление амперметра должно быть не менее чем на два порядка ниже измеряемого.

Для измерения малых сопротивлений при­меняют схему, приведенную на рис. 2. В этом случае неизвестное сопротивление мож­но определить                                                                   

R_и =

Эта схема используется, когда измеряемое сопротивление             рис. 2           не менее чем на два порядка ниже внутреннего сопротивления вольтметра.

Широкое применение для измерения сопротивлений находят специальные приборы - омметры. Принци­пиальная схема омметра имеет следующий вид (рис. 3).

Обозначения на рисунке: Е - батарея гальванических элементов; И - измеритель тока магнитоэлектричес­кой системы; R_огр - ограничительный резистор. Резис­тор R_хвключается междуклемма          рис. 3      ми а и b. При изме­рениях ключКразомкнут.

На основании закона Ома можно написать

I = E / (R_огр) + R_x.

При постоянных значенияхЕи R_orpток в цепи Iзависит только от сопротивления R_x, поэтому измери­тель тока может быть отградуирован непосредственно в единицах сопротивления - Омах. Шкала прибора обратная: нулевое деление расположено справа; по мере увеличения сопротивления R_x и уменьшения тока I стрелка прибора отклоняется влево. Резистор R_oгрслужит для предохранения измерителя от перегрузок и для установки омметра на нуль. Перед измерением следует замкнуть ключК(установить R_x = 0) и, регу­лируя R_oгр ручкой, выведенной на переднюю панель прибора, установить стрелку измерителя на нуль. За­тем ключК следует разомкнуть. Если в схеме прибора ключК не предусмотрен, то при установке измерителя на нуль зажимы а и bнужно замкнуть накоротко тол­стым проводом.

Разновидностью омметров являются мегаомметры. Они предназначены для измерения больших сопротив­лений, например сопротивлений изоляции проводов. Вместо гальванической батареи в них устанавливает­ся динамомашина с ручным приводом, вырабатываю­щая напряжение 500 В при частоте вращения ручки около 90 об/мин. Для измерения больших сопротивлений (на­пример, сопротивления изоляции проводов) применяют мегаомметры. Мегаомметр - это магнитоэлектрический логометр с генератором постоянного тока ручного привода. При часто­те вращения 90...150 об/мин генерируется напряжение 100, 500, 1000 или 2500 В. Мега­омметр позволяет не только измерять сопротив­ление изоляции, но и проверять ее электричес­кую прочность. Сопротивление изоляции электрических цепей напряжением до 1000 В должно быть не менее 0,5 МОм.

Характер повреждения обесточенной электрической сети можно выявить, проверив отдельные линии сети с помощью мегаомметра. Если провод оборван, то мегаомметр покажет очень большое сопротивление изо­ляции (порядка 10⁶ - 10⁷ Ом). При коротком замыка­нии линии показания мегаомметра будут близки к ну­лю. В нормальной линии мегаомметр покажет сопро­тивление нагрузки.

Качество изоляции характеризуется ее электричес­ким сопротивлением и электрической прочностью. Для измерения сопротивления изоляции сети применяют мегаомметры с высоким напряжением (порядка 500 В и выше), что позволяет не только измерить соп­ротивление изоляции, но одновременно проверить ее электрическую прочность.

Перед проверкой изоляции сети какого-либо объ­екта (например, корабля) необходимо полностью обес­точить сеть, выключить генераторы, аккумуляторы и отключить провода и штепсельные разъемы от всех потребителей электроэнергии так, чтобы электрическая сеть была полностью изолирована от корпуса. Кон­денсаторы также надо отключить от сети во избежа­ние пробоя их высоким напряжением мегомметра.

Сопротивление изоляции всей сети относительно корпуса корабля в значительной степени зависит от условий эксплуатации и влияния внешней среды (влажность, загрязнение, температура, срок службы). При всех условиях это сопротивление, измеренное мегаомметром, не должно быть ниже 3ּ10⁵ Ом.

Более точным является мостовой метод измерения сопротивлений. Резистор R, сопротивление которого измеряется, включают в плечо моста, сопротивления R₁, R₂, R₃ -известны (рис. 4). В диагональ аbвключают магнитоэлектрический гальванометр. Гальванометр показывает отсутствие тока, когда

RR₃ = R₁R₂,                                        

т.е. неизвестное сопротивление можно определить как

Есть несколько разновидностей мостов, ко­торые измеряют сопротивления с различной точностью. Мосты обычно имеют несколько диапазонов и измеряют сопротивления в пре­делах 0,01 Ом... 10 Мом.                                                                                                                         Рис. 4