SREDNJA STRUČNA ŠKOLA KAKANJElektrotehnička stručna škola-elektroenergetičarKakanj,jun 2004.godine

PRAKTIČNI ISPITNI RAD

Tema br.24Mjerenje radnog otpora uzorka srednje vrijednosti u pogonskom stanju U-I metodomNapisati pismeno obrazloženje sa pratećim šemama spajanja

Učenik: Mentor:

1

UVOD

Električna energija se proizvodi u elektranama tj.generatori su ti koji proizvode električnu energiju i preko provodnika (dalekovoda)ih šalju do potrošača.

Međutim,u početku velike probleme je stvarao upravo prijelaz električne energije od izvora do potrošača,jer su se povećanjem razdaljine potrošača od izvora stvarali veliki gubici električne energije.

2

ELEKTRIČNI MJERNI INSTRUMENTI

Električni mjerni instrumenti služe za direktno mjerenje električnih veličina kao što su:

Struja Napon Otpor itd.

Električni mjerni instrumeniti mogu biti: Analogni ( sa neposrednim pokazivanjem ) i Digitalni koji rezultat mjerenja pokazuju određenim brojem

znamenki.Univerzalni električni instrumenti koje sam koristio u ovom radu zaMjerenje struje i napona su se elektromehaničkom pretvorbom.

Osnovni dijelovi elektromehaničkih instrumenata su: Mjerni mehanizam Skala i Kazaljka.

Mjerni mehanizam sastoji se iz nepomičnog dijela (permantni magnet) ipomičnog elementa u obliku svitka.

Mjerna električna veličina uzrokuje stvaranje sile između pomičnogelementa i nepomičnog dijela tako da dolazi do stvaranja aktivnogobrtnog momenta,koji je proporcionalan njenoj veličini,tj. struja kojaprotiče kroz pomični svitak.

Ovom momentu se suprostavlja moment spiralnih opruga.Ovisno oizboru pomičnog elementa,opruge permamentnog magnet sa pomičnimsvitkom kreću se od 10 µA do 50 µA.Proširivanjem mjernih opsega mogu se ovim instrumenti koristiti i za veće vrijednosti struja i napona.

Da bi se instrumentu sa obrtnim svitkom,koji ima unutrašnji otpor svitkaRa,proširio struji mjerni opseg,dodaje se tom instrumentu jedan otpor Rš (otpor šenta).

3

Iš × Rš = Ia × Ra Ia IaRš = Ra × = = Ra [Ω] Iš I-Ia Vrijednost pada napona na instrumentu sa pomoćnim svitkom iznosi obično od 2 do 150 mV.Da bi se moglo mjeriti i veće vrijednosti napona, proširuje se mjerni opseg voltmetra dodavanjem jednog predotpora Rp.

U = Uv + Up = I × Rp

Ako se instrument sa pomoćnim svitkom doda poluprovodnički ispravljač,tada se dobija mogućnost mjerenja,izmjenične vrijednosti struje.Dakle, instrumenti sa pomoćnim svitkom i ispravljačem često se koriste sa više mjernih opsega (naponski i strujni ) kako za

4

izmjenične tako i za istosmjerne struje i napone. Ovakvi instrumenti se često nazivaju UNIVERZALNI INSTRUMENTI.

MJERENJE OTPORA U-I METODOM

Aktivni otpor možemo mjeriti indirektno,mjerenjem napona i struje.Ova mogućnost proizilazi iz omovog takona R=

R=U

I

Voltmetar i ampermetar možemo priključiti na dva načina:Jedan se koristi za mjerenje otpora čija je vrijednost vrlo mala.

Slika 1.

Kod spoja na slici 1 ampermetar pokazuje struju izvora,a voltmetar pokazujepad napona na potrošaču koji mjerimo.Na slici 2 prikazan je spoj za mjerenje otpora potrošača čiji je omski otporveliki.

5

Slika 2.

Kod ovog spoja voltmetar pokazuje napon izvora, a ampermetar struju koja prolazi kroz trošilo.

6

STRUČNO – PRAKTIČNO IZVEDBA

Za mjerenje radnog otpora U-I metodom u sklopu stručno praktičnog rada izabrana je otporna spirala od cekoš žice,predviđena za ugradnju za grijanje prostorije.Da bi U-I metodom mogao izmjeriti aktivni otpor spiralne žice koristio sam dvauniverzalna instrumenta za mjerenje električnih veličina (struja,napon,otpor),regulacioni jednofazni transformator i kao naponski izvor monofaznu utičnicu uradionici.Spajanje instrumenata i ostaloga pribora obavio sam po šemi predstavljenoj na (slici3).

Slika 3.

Od spojnog pribora koristio sam fleksibilne provodnike presjeka 1,5 mm²,spojnežabice i puksne.Spajanje po šemi nacrtanoj na slici 3.Obavio sam u beznaponskom stanju – regulacioni transformator nije priključen naelektričnu mrežu.Univerzalni instrument koji sam koristio kao voltmetar preklopkom sam postavio na područje za mjerenje izmjeničnih napona a univerzalni instrument korišten kao ampermetar postavio sam na područje za mjerenje izmjeničnih struja.

7

MJERENJE OTPORA NA OSNOVU OMOVOG ZAKONA

Mjerenje otpora na osnovu OMOVOG ZAKONA pomoću voltmetra i ampermetra.Kada stavimo na krajeve A i B nekog otpra ( slika 4 ) napon U, krozotpor prolazeči struja I, na osnovu omovog zakona, vrijednost tog otporadobit čemo UI.

Slika 4.

Da izmejrimo napon U i struju I potrebna su nam dva aparata: voltmetar i ampermetar.

Ova dva aparata možemo povezati, s obzirom na njihov međusobanpoložaj, samo na ova dva načina:

1. Da stavimo voltmetar iza ampermetra uzimajuči stranu izvora

struje kao početnu ( slika 5 ).8

2. Da vežemo voltmetar ispod ampermetra (slika 6 ).

Usljed potrošnje samih aparata:voltmetar i ampermetar i u jednom i u drugom slućaju mjerimo tačno samo jednu od dvije potrebne nam veličine,to jeste, ili napon na krajevima otpora ili struju kroz otpor sa ovom metodom;dobit ćemo rezultate uvijek sa nekom greškom, koja proizlazi iz same metode i koja se naziva sistemska greška.Približna vrijednost otpora R dobijemo mjerenjem sa vezom (slika 5)jest:

Slika 5.

R=UI= qRq+R

Gdje q - označava otpor voltmetra I - struju koju pokazuje ampermetar I – struju kroz otpor ( I = I +i )

9

Međutim tačna vrijednost otpora je R R = UI Apsolutna greška

DR = R-R = qRq+R−R= R2q+R

Relativna greška

DRR

= −RR+q

Slika 6.Približna vrijednost otpora R koju dobijemo sa vezom (slika 6 ) jest

R = U'

I=r+R

gdje je :r = označava otpor ampermetraU = napon koji pokazuje voltmetarI = struja koju pokazuje ampermetar

10

Međutim, tačka vrijednost otpora je R=U – napon na krajevima otpora RApsolutna greška R jeste R-R´-R =r;relativna greška je R/R´0 r/R

VITSTONOV MOST

Vežemo u red tri poznata otpora a,b,c i nepoznati otpor x tako daNapravimo četverougao A,B,C,D.Zato stavimo u dijagonalu AC ovog četverougla stube i prekidač M.Struja koju daje stub raspodjeliti će se po granama četverougla ABCD,azatim kad se zatvori prekidač M kroz galvanometar proči će također nekastruja, jer uopšte tačke B i D neće biti na istom potencijalnu.Mjenjajući vrijednost otpora a,b i R može se podesiti do tačke B i Dbude na istom potencijalu, tako kroz galvanometar neće prolaziti nikakvastruja i on neće da skreće. U ovom posljednjem sličaju pad napona između tačaka A i B jednak je pad napona između A i D.q i 1 = q i 2 a pad napona između B i C jednak je padu napona između D iC tako da je x i 1 = R i 2

11

qx= bRili x=aR

b

Otpor R naziva se uporednim otpor, a grane sa otporima a i b sratmjerne,jer je nepoznati otpor R kao otpor prema B.

U-I Karakteristika

12

EKONOMSKA KALKULACIJA TROŠKOVA

Da bi mogao izmjeriti navedeni otpor nabavljeno je pet metara ( 5 )fleksibilne žice i četiri ( 4 ) komada žabica ukupne cijene 9 KM.

Nabavljeni materijal će se i u daljem radu koristiti , to ćemo u cijenukoštanja uvrstiti 20% cijene tj. 1,8 KM.

Cijena koštanja papira za izradu protokola i kucanja istog, te utrošakelektrične energije može pokriti vrijednost od 1,5 KM.

INSTRUMENTI:a) ampermetar, voltmetar, iznos, potrošači i otpornici 30 KM,b) radno vrijeme h 3x2 6

KM,

UKUPNA CIJENA : 48 KM

13

LITERATURA

ELEKTRIČNA MJERENJA –zbirka zadataka „Alija Muharemović“ELEKTRIČNA MJERENJA

14

SADRŽAJ

Strana1. UVOD 2 2. ELEKTRIČNI MJERNI INSTRUMENTI 3 3. MJERENJE OTPADA U-I METODOM 4

4. STRUČNO – PRAKTIČNA IZVEDBA 7

5. MJERENJE OTPORA NA OSNOVU OMOVOG ZAKONA 8

6. VITSTONOV MOST 11

7. U – I KARAKTERISTIKE 12

8. EKONOMSKA KALKULACIJA 13

9. LITERATURA 14

10. SADRŽAJ 15

15