AC Metrologie

OSUR AC Métrologie 18 nov 2015 (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

AC Metrologie

AC Circuite electrice


Intrebarea 1

În sistemele de distribuție a energiei electrice, este foarte important să puteți măsura tensiunea de rețea. Nu puteți controla ceea ce nu puteți măsura și este important să controlați tensiunea rețelei electrice astfel încât să nu depășiți ratingul izolatorilor.

Dar cum puteți măsura în siguranță tensiunea unei linii de alimentare de 750 kV "# 1"> Răspuns dezvăluiți Ascunde răspunsul

Un "transformator potențial", sau "PT", este un transformator pas cu pas cu un raport precis de înfășurare, astfel încât tensiunea secundară este o fracțiune precisă și cunoscută a tensiunii primare.

Următoarele întrebări: în plus față de trecerea tensiunii de linie la niveluri relativ sigure, transformatoarele potențiale oferă și o altă caracteristică importantă de siguranță pentru măsurarea tensiunii. Descrieți ce este această caracteristică suplimentară și de ce este important. Sugestie: toate transformatoarele, cu excepția autotransformatoarelor, oferă această caracteristică!

Note:

Cereți elevilor să deseneze o schemă schematică a modului în care un transformator potențial ar fi plasat într-un circuit complet de măsurare a tensiunii, cu cabluri electrice, mecanism voltmetru montat pe panou, siguranțe de siguranță etc.

intrebarea 2

Un instrument comun folosit pentru măsurarea curenților de curent alternativ în sistemele de alimentare este un transformator de curent, abreviat "CT". Transformatoarele de curent, de obicei, iau forma unei "gogoși", prin care conductorul care transporta curentul trece:

Scopul unui transformator de curent este de a crea un curent secundar care este o fracțiune precisă a curentului primar, pentru o măsurare mai ușoară a curentului în conducta de putere.

Având această funcție, transformatoarele de curent ar fi considerate un transformator "step-up" sau "step-down" "# 2"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

Din perspectiva tensiunii, care este, de obicei, modul în care sunt menționați termenii "step-up" și "step-down", un transformator de curent este un transformator "step-up". Înfășurările sale secundare sunt înfășurate perpendicular pe traiectoria fluxului magnetic, la fel ca în cazul tuturor transformatoarelor.

Note:

Întrebarea dacă transformatorul actual este o "step-down" sau "step-up" are o implicație importantă în ceea ce privește siguranța pentru a realiza elevii. Cereți studenților dvs. să descrie ce condiții se pot dovedi cele mai periculoase atunci când lucrați în jurul transformatoarelor de curent, având în vedere natura lor "step-up" în raport cu tensiunea.

Întrebarea 3

Cât de mult curent va fi emis de un transformator de curent în cazul în care curentul de sarcină este de 350 amperi și raportul CT este 600: 5?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Curentul secundar = 2.917 amperi

Note:

Această întrebare este un exercițiu în rapoartele matematice.

Întrebarea 4

Este foarte important ca înfășurarea secundară a unui transformator de curent (CT) să nu fie niciodată deschisă în timpul funcționării! Explicați de ce acesta este un aspect important privind siguranța.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

O înfășurare secundară deschisă pe un transformator de curent este capabilă să genereze tensiuni extrem de ridicate.

Note:

Există câteva moduri diferite de a explica de ce transformatoarele actuale prezintă acest pericol de siguranță. Se poate explica în ceea ce privește raportul de lichidare, sau poate din punctul de vedere al funcției sale de "sursă de curent" a AC. Nu vă surprindeți dacă elevii dvs. prezintă explicații multiple pentru acest comportament.

Întrebarea 5

Să presupunem că doriți să măsurați curentul unui motor de curent alternativ, curentul de sarcină totală de aproximativ 150 de amperi. Acest curent este mult prea mare pentru a măsura direct cu singurul dvs. ampermetru de curent alternativ (nominal de la 0 la 5 amperi), iar singurele transformatoare de curent pe care le aveți la dispoziție sunt evaluate la 1200: 5, care nu ar produce suficient curent de ieșire pentru a conduce vehiculele 0-5 amperometru mișcare foarte departe la un curent de sarcină de 150 amperi. Sigur, veți obține o măsurătoare, dar nu ar fi foarte precisă.

Aflați o modalitate de depășire a acestei probleme de măsurare, astfel încât un curent motor de 150 amperi va produce o deformare mai substanțială pe scala de măsurare 0-5 amp.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Poate că cea mai ușoară soluție este de a înfășura conductorul de putere, astfel încât să treacă de mai multe ori prin toroidul CT, schimbând astfel raportul efectiv.

Note:

Soluția "înfășurare multiplă" este un truc elegant pe care l-am folosit de mai multe ori pentru a măsura curentul cu un transformator de curent supradimensionat. Discutați despre efectul multiplelor "mișcări" ale conductorului primar asupra raportului CT cu elevii dvs., calculând noile rapoarte formate în acest fel.

Deși soluția "înfășurare multiplă" este simplă, nu este singura soluție posibilă a acestei probleme. O altă soluție ar fi folosirea mai multor transformatoare de curent, dar voi lăsa asta până la voi și elevii dvs. să vă dați seama!

Întrebarea 6

Descrieți scopul unui transformator de curent într-un circuit de alimentare cu curent alternativ.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Transformatoarele de curent sau CT sunt utilizate pentru a măsura curenții mari în circuitele de curent alternativ potențial de înaltă tensiune, asigurând o reducere precisă a curentului și o izolare galvanică între circuitul de măsurare și circuitul de putere.

Note:

Cereți elevilor să descrie aspectul fizic și construcția unui CT. Dacă este posibil, aduceți-vă la clasă pentru vizionare și discuție.

Întrebarea 7

Ce înseamnă dacă o mișcare a contorului este descrisă ca indicând RMS, răspunsul mediu "# 7"> Răspuns dezvăluiți Ascunde răspunsul

Aceasta înseamnă că indicația mișcării contorului este în mod natural proporțională cu valoarea medie a semnalului AC măsurat, însă calibrarea sa este înclinată pentru a reprezenta valoarea RMS atunci când se măsoară un semnal sinusoidal.

Întrebare de întrebare: dacă unul dintre acești contoare este supus unui semnal AC cu undă pătrată, indicația "RMS" va fi fals, scăzută, falsă sau precisă?

Note:

Acest concept este confuz pentru mulți studenți, dar important pentru ei de a înțelege. Vă sugerez să iluminați subiectul adresându-vă o serie de întrebări:

Ce ar indica unul dintre acești contoare dacă amplitudinea unui semnal sinusoidal a fost dublată? Răspuns: indicația se va dubla.
Ce ar însemna unul dintre acești contoare dacă amplitudinea semnalului și forma de undă ar trebui să se schimbe astfel încât valoarea medie a semnalului să se dubleze, dar valoarea RMS nu a crescut atât de mult? Răspuns: indicația se va dubla.
Care ar fi unul dintre acești contoare indicând dacă amplitudinea semnalului și forma undelor ar trebui să se schimbe astfel încât valoarea RMS a semnalului să se dubleze, dar valoarea medie nu a crescut atât de mult? Răspuns: indicația ar crește doar la fel cum creștea valoarea medie.

Întrebarea 8

Măsurătorile electrostatice folosesc atracția fizică dintre plăcile metalice cauzate de o tensiune de deflectare a unui indicator, în loc de a folosi electromagnetism, așa cum este comun cu majoritatea celorlalte modele de mișcare a contorului. Deși mișcările electrostatice ale contorului nu sunt la fel de sensibile ca mecanismele PMMC, ele au avantajul de a putea măsura AC și DC cu ușurință.

Să presupunem că ați calibrat o mișcare electrostatică de la 0 volți la 500 de volți DC. Apoi, ați conectat acest contor la o sursă sinusoidală de curent alternativ și ați urmărit înregistrarea unei tensiuni de 216 volți. Care este tensiunea acestei surse de curent alternativ, în volți RMS?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

240 V RMS

Sugestie: cele mai multe mișcări mecanice ale contorului indică în mod natural valoarea medie a unei forme de undă AC!

Note:

Discutați cu elevii dvs. motivul pentru care majoritatea mișcărilor de metru funcționează pe valoarea medie a formei de undă AC. De ce nu măsoară în mod natural mișcarea indică valoarea RMS? Întrebați elevii dvs. cum sunt definite valorile AC "medii" și "RMS" și ce sisteme fizice reprezintă aceste modele matematice.

Întrebarea 9

Cele mai multe mișcări electromecanice ale contorului sunt în mod inerent de reacție medie . Acestea își afișează indicațiile în unități de volți sau amperi "RMS" numai pentru că au fost calibrate pentru a face acest lucru pentru forme de undă sinusoidale.

Unele mișcări electromecanice ale contorului sunt, totuși, adevărate - răspunsul RMS. De exemplu, mișcările electrodinamometrice, atunci când sunt conectate fie ca voltmetre, fie ca ampermetre (nu ca și wattmetre), furnizează în mod natural indicații proporționale cu valoarea reală a tensiunii sau a curentului.

Pe baza diferențelor inerente dintre aceste mișcări ale contorului, descrieți modul în care puteți utiliza mișcările electromecanice ale contorului pentru a efectua evaluări calitative ale distorsiunii formei de undă. Cu alte cuvinte, cum ați putea folosi contoarele electromecanice pentru a afla dacă o formă de undă AC a fost sinusoidală sau nu?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Luați un contor "media-răspuns" și un "true-RMS" care indică în mod egal la măsurarea undelor sinusoidale și comparați citirile lor atunci când se măsoară forma de undă AC în cauză. Cu cât este mai mare diferența dintre cele două măsurători, cu atât este mai mare distorsiunea (de la un ideal sinusoidal).

Note:

Având în vedere prevalența armonicelor în sistemele moderne de alimentare cu curent alternativ, acest "truc" poate fi foarte util în evaluarea calitativă a distorsiunii armonice. Desigur, echipamentul de testare costisitor va oferi măsurători cantitative ale distorsiunii, dar este întotdeauna plăcut să știți cum să utilizați echipamente de testare mai mici doar în cazul în care echipamentul scump nu este disponibil.

Întrebarea 10

O mișcare electromecanică a contoarelor utilizate în mod obișnuit pentru măsurarea puterii AC se numește mișcarea electrodinamometrului . Descrieți modul în care funcționează acest contor și trageți o diagramă schematică care arată modul în care se utilizează pentru măsurarea puterii AC livrate la o sarcină.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Miscările electrodinamometrului au două bobine electromagnetice, mai degrabă decât una:

Note:

Întrebarea 11

Există o mulțime de terminologie și informații incorecte în lumea echipamentelor audio de înaltă fidelitate, datorate în primul rând unei mari baze de consum fără cunoștințe tehnice. Una dintre afirmațiile frecvente ale performanțelor amplificatorului audio este puterea, exprimată în "vârfurile Watt" și "watts RMS". În timp ce termenul "putere de vârf" nu este neapărat incorect, "puterea RMS" este cu siguranță. Ce este în neregulă cu cel de-al doilea termen și ce credeți că înseamnă producătorii de echipamente audio atunci când specifică puterea unui amplificator în "watts RMS" "# 11"> Răspuns dezvăluiți Ascunde răspunsul

"RMS" este un mijloc de exprimare a unei tensiuni sau a unui curent alternativ în termeni echivalenți cu tensiunea sau curentul DC, pe baza unei egalități de putere între cele două. Nu există nici un fel de "putere RMS", numai "tensiune RMS" sau "RMS curent".

Note:

Odată cu eliminarea noțiunii oxymoronice a "puterii RMS", trecem acum la următoarea întrebare: ce înseamnă producătorii de amplificatori prin această evaluare? Studenții dvs. ar fi trebuit să facă unele cercetări privind evaluările puterii amplificatoarelor și au văzut ce spun producătorii despre ele. Pe baza acestei cercetări, ce cred elevii dvs. că producătorii încearcă să afirme când vorbesc despre "puterea RMS"? Există o modalitate mai bună de a spune asta?

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →