Téma č. 21 MERANIE ELEKTRICKÝCH VELIČÍN

Úloha 21.1

• Definovať elektrické veličiny I, U, R, L, C, Z, X_C, X_L P.
• Vymenovať elektrické etalóny, vysvetliť význam metrológie.
• Vysvetliť význam a účel elektrického merania, vymenovať a charakterizovať elektrické meracie prístroje podľa druhu meranej veličiny.
• Nakresliť a popísať časti magnetoelektrického prístroja - systému.

Úloha 21.2

• Nakresliť a vysvetliť schému zapojenia pri meraní elektrického napätia.
• Nakresliť a vysvetliť schému zapojenia pri meraní elektrického prúdu.

Úloha 21.3

• Vysvetliť označenie, zapojenie rezistorov.
• Opísať meranie rezistorov.
• Vysvetliť priamu a nepriamu metódu merania elektrického prúdu a napätia.

---

Úloha 21.1

Definovať elektrické veličiny I, U, R, L, C, Z, XC, XL P

I el. prúd, U el. napätie, R el. odpor, L indukčnosť, C kapacita, Z impedancia, kapacitná reaktancia X_C , indukčná reaktancia X_L , P výkon.

Vymenovať elektrické etalóny, vysvetliť význam metrológie.

Metrológia je odbor (veda) zaoberajúci sa meraním, meracími jednotkami, metódami merania, meradlami, stanovením fyzikálnych a materiálových konštánt a prípadne istými vlastnosťami osôb, ktoré meranie vykonávajú. Etalóny: napätia, kapacity a indukčnosti.

Vysvetliť význam a účel elektrického merania, vymenovať a charakterizovať elektrické meracie prístroje podľa druhu meranej veličiny.

Meranie je proces poznávania spočívajúci v porovnávaní meranej veličiny s niektorou jej hodnotou, ktorá bola prijatá za jednotku. Napríklad pri meraní elektrického napätia nameriame hodnotu 230 V. Za jednotku napätia sme prijali 1 volt. Meranou veličinou je napätie U a porovnávacou veličinou je číslo 230.

Elektrické meranie je proces, pri ktorom sa určujú veľkosti rôznych elektrických veličín, ako je napätie, prúd, elektrický výkon, elektrická práca, frekvencia, odpor, elektrická kapacita kondenzátorov, vlastná a vzájomná indukčnosť cievok a pod.

Ampérmeter, voltmeter, ohmmetre, galvanometer, wattmeter, varmeter, frekventomer, fázomer, …

Nakresliť a popísať časti magnetoelektrického prístroja - systému.

Úloha 21.2

Nakresliť a vysvetliť schému zapojenia pri meraní elektrického napätia.

Na meranie elektrického napätia používame prístroj s názvom voltmeter. Voltmeter môže byť: ručičkový – má stupnicu s pohyblivou ručičkou, digitálny – má displej, na ktorom sa ukáže číselný údaj s nameranou hodnotou napätia. Určíme si jeho merací rozsah, ktorý musí byť väčší, ako napätie, ktoré ideme merať. Pri ručičkových voltmetroch si určíme, aké napätie predstavuje jeden dielik na stupnici. Hodnotu nameraného napätia potom určíme tak, že hodnotu jedného dielika vynásobíme počtom dielikov, o ktoré sa ručička na stupnici vychýlila. Voltmetrom môžeme merať napätie v elektrickom obvode na svorkách zdroja – vtedy voltmeter pripojíme k svorkám zdroja. Musíme dať pozor na to, aby sme ho zapojili správne – plus na plus a mínus na mínus.

Nakresliť a vysvetliť schému zapojenia pri meraní elektrického prúdu.

Pri meraní prúdu si digitálny multimeter na obrázku prepneme na časť 4, ktorá je označená jednotkou prúdu A. Sú tam vyznačené rôzne rozsahy. Kým začneme merať, prepneme prepínač vždy na najväčší rozsah, aby sa ampérmeter nepoškodil. Ak ampérmeter nič nezmeria - na displeji je 0, prepneme prepínač na menší rozsah. Na ampérmetri musíme tiež nastaviť, či meriame jednosmerný prúd, alebo striedavý prúd. Jednosmerný prúd sa označuje = alebo - alebo DC (z anglického direct current). Striedavý prúd sa označuje ~ alebo AC (z anglického alternating current). Pripojenie ampérmetra do obvodu: Ak chceme zmerať prúd prechádzajúci žiarovkou, zaradíme ampérmeter ku žiarovke do jednej vetvy. Vtedy ten istý prúd, ktorý prechádza žiarovkou, prechádza aj ampérmetrom.

Úloha 21.3

Vysvetliť označenie, zapojenie rezistorov.

Rezistory sú elektronické súčiastky, ktorých základnou vyžadovanou vlastnosťou je elektrický odpor.

Paralelne zapojenie.

Sériové zapojenie

Opísať meranie rezistorov.

Ohmovú metódu možno v zásade použi na meranie odporov všetkých veľkostí. Na udrenie hodnoty odporu použijeme zapojenie ampérmetra na meranie prúdu pretekajúceho meraným odporom a voltmetra na meranie úbytku napätia na ohm. Meranie je nepriame, nakoľko hodnotu meraného odporu určíme výpočtom z Ohmovho zákona.

R = U / I [Ω: V, A]

Vysvetliť priamu a nepriamu metódu merania elektrického prúdu a napätia.

Priame merania sú tie, pri ktorých je výsledkom merania priamo hodnota meranej veličiny . Za priame metódy možno pokladať aj metódy využívajúce automatizované meracie zariadenia. Tieto zariadenia uskutočňujú s nainštalovaným programom meranie hodnôt rôznych veličín, ktoré sú viazané známymi funkčnými vzťahmi priamo na meranú veličinu. Priame metódy charakterizuje najmä to, že nevyžadujú ďalšie výpočty s výnimkou tých, ktoré slúžia na určenie korekcie (opravu) merania.

Nepriamou metódou sa nazýva taká metóda, pri ktorej sa hodnota určitej veličiny určuje na základe výsledku priameho merania pomocných veličín, ktoré sú s vlastnou meranou veličinou (nepriamo) viazané známym vzťahom.