Меню

Обозначения единицы измерения приборы для измерения силы тока напряжения сопротивления



Электрические величины и единицы их измерения.

Электрическим током (I) называется направленное движение электрических зарядов (ионов — в электролитах, электронов проводимости в металлах).
Необходимым условием для протекания электрического тока является замкнутость электрической цепи.

Электрический ток измеряется в амперах (А).

Производными единицами измерения тока являются:
1 килоампер (кА) = 1000 А;
1 миллиампер (мА) 0,001 А;
1 микроампер (мкА) = 0,000001 А.

Человек начинает ощущать проходящий через его тело ток в 0,005 А. Ток больше 0,05 А опасен для жизни человека.

Электрическим напряжением (U) называется разность потенциалов между двумя точками электрического поля.

Единицей разности электрических потенциалов является вольт (В).
1 В = (1 Вт) : (1 А).

Производными единицами измерения напряжения являются:

1 киловольт (кВ) = 1000 В;
1 милливольт (мВ) = 0,001 В;
1 микровольт (мкВ) = 0,00000 1 В.

Сопротивлением участка электрической цепи называется величина, зависящая от материала проводника, его длины и поперечного сечения.

Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ом).
1 Ом = (1 В) : (1 А).

Производными единицами измерения сопротивления являются:

1 килоОм (кОм) = 1000 Ом;
1 мегаОм (МОм) = 1 000 000 Ом;
1 миллиОм (мОм) = 0,001 Ом;
1 микроОм (мкОм) = 0,00000 1 Ом.

Электрическое сопротивление тела человека в зависимости от ряда условий колеблется от 2000 до 10 000 Ом.

Удельным электрическим сопротивлением (ρ) называется сопротивление проволоки длиной 1 м и сечением 1 мм2 при температуре 20 °С.

Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью (γ).

Мощностью (Р) называется величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование энергии, или скорость, с которой совершается работа.
Мощностью генератора называется величина, характеризующая скорость, с которой механическая или другая энергия преобразуется в генераторе в электрическую.
Мощностью потребителя называется величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование электрической энергии в отдельных участках цепи в другие полезные виды энергии.

Системной единицей мощности в СИ является ватт (Вт). Он равен мощности, при которой за 1 секунду выполняется работа в 1 джоуль:

Производными единицами измерения электрической мощности являются:

1 киловатт (кВт) = 1000 Вт;
1 мегаватт (МВт) = 1000 кВт = 1 000 000 Вт;
1 милливатт (мВт) = 0,001 Вт; о1i
1 лошадиная сила (л. с.) = 736 Вт = 0,736 кВт.

Единицами измерения электрической энергии являются:

1 ватт-секунда (Вт сек) = 1 Дж = (1 Н) (1 м);
1 киловатт-час (кВт ч) = 3,б 106 Вт сек.

Пример. Ток, потребляемый электродвигателем, присоединенным к сети 220 В, составлял 10 А в течение 15 минут. Определить энергию, потребленную двигателем.
Вт*сек, или, разделив эту величину на 1000 и 3600, получим энергию в киловатт-часах:

W = 1980000/(1000*3600) = 0,55кВт*ч

Таблица 1. Электрические величины и единицы

Источник

Измерение электрических величин — напряжения, силы тока, сопротивления и мощности

date image2015-01-21
views image1897

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Согласно «СИ» единицами измерений электротехнических параметров являются для:

— силы тока — Ампер, условное обозначение «А»;

— напряжения — Вольт, условное обозначение «В»;

— сопротивления — Ом, условное обозначение «Ом»;

— мощности — Ватт, условное обозначение «Вт».

Средствами электротехнических измерений называют технические средства, используемые при измерении и имеющие нормированные метрологические характеристики.

Различают следующие виды средств электротехнических измерений:

— меры — средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины с определенной точностью (например, магазин сопротивлений);

— электроизмерительные приборы — средства электротехнических измерений, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (например, амперметр, вольтметр);

— измерительные преобразователи — средства электротехнических измерений, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем (например, датчики температуры контролируемого объекта);

— измерительные информационные системы.

Наибольшее распространение имеют электроизмерительные приборы.

По роду измеряемой физической величины приборы делятся на:

— амперметры — для измерения силы тока;

— вольтметры — для измерения напряжения;

— омметры — для измерения сопротивления;

— ваттметры — для измерения мощности и другие.

Выбор приборов, выполняющих измерения тока и напряжения, должен осуществляться совокупностью многих факторов, важнейшие из которых род измеряемого тока; примерные диапазон частот измеряемой величины и амплитудный диапазон напряжений; форма кривой измеряемого напряжения (тока); мощность цепи в которой осуществляется измерение, мощность потребления прибора, допустимая погрешность измерений (класс точности) прибора.

Если необходимая точность измерений, допустимая мощность потребления и другие требования могут быть обеспечены амперметрами и вольтметрами электромеханической группы, то следует предпочесть этот простой метод непосредственного отсчета.

В слаботочных цепях постоянного и переменного токов для измерений напряжения следует пользоваться цифровыми и аналоговыми электронными вольтметрами.

Электрические сопротивления, соответственно техническим возможностям и методам их измерений, можно условно разделить на три группы:

— малые сопротивления до 1 Ом;

— средние сопротивления от 1 до 100000 Ом;

— большие сопротивления свыше 100000 Ом.

В зависимости от величины сопротивления и необходимой точности результата следует применять различные методы их измерений:

— косвенное измерение с помощью амперметра и вольтметра (искомое сопротивление определяют на основании закона Ома по данным измерений напряжения и тока);

— измерение с помощью мостов;

— прямое измерение аналоговым или цифровым омметром.

Основные типы приборов электротехнических измерений, а также их метрологические характеристики приведены в таблицах 13.1, 13.2, 13.3, 13.4.

Пределы измерений и погрешность средства измерений электрических величин должны определяться одним из двух способов:

Читайте также:  Виды приемников электрического тока

— по таблицам согласно ОСТ 1 00377.

В случае использования в измерительной схеме дополнительных преобразователей: наружных шунтов, добавочных сопротивлений трансформаторов тока и напряжения, влияющих на результат измерений, допускаемую основную погрешность измерительной схемы необходимо определять по формуле:

где — основная абсолютная погрешность измерительного прибора;

— погрешность дополнительного устройства измерительной схемы;

Д — допуск измеряемой величины;

m- количество дополнительных устройств измерительной схемы.

В этом случае средства измерений выбираются более высокого класса чем определенные расчётным способом или по таблицам ОСТ 1 00377 и проверяется соотношение с учётом погрешностей дополнительных устройств.

Пример выбора средств электротехнических измерений.

В стенде для контроля напряжения питания (27 ± 2,7) В применяется вольтметр.

Необходимо определить пределы измерений и класс точности указанного вольтметра.

наибольший предельный размер напряжения питания

27 В + 2,7 В = 29,7 В;

наименьший предельный размер напряжения питания

29,7 В-24,3 В =5,4 В;

предел измерений и погрешность измерений (класс точности) вольтметра можно определить приведенными ниже способами:

— с помощью таблицы 1 приложения ОСТ 1 00377.

Расчетный способ (для условия, что рабочая часть шкалы вольтметра равна диапазону измерений).

основную абсолютную допустимую погрешность средства измерений (по формуле (7.1)):

нижний предел рабочей части шкалы (по формуле (7.2))

Нди 29,7 В+1,78 В =31,48 В.

В соответствии с найденными значениями Нди и Вди выбираем по таблицам 13.3, 13.4 вольтметр с верхним пределом измерений 50 В.

Определяем основную приведенную погрешность вольтметра (по формуле (7.10)):

Согласно найденного значения следует выбрать прибор класса точности 2,5 (с учётом вида измеряемого тока).

Способ с использованием таблиц ОСТ 1 00377 (для условия, что рабочая часть шкалы составляет её последнюю треть).

В боковике таблицы 1 находим диапазон, в пределах которого находится наибольшее предельное значение измеряемой величины. Этому требованию соответствует диапазон от 26,7 до 38,4 В.

На этой же строке во второй графе колонки находим значение верхнего предела вольтметра. Этим значением является 40 В.

На этой же строке находим меньшее ближайшее значение допуска, соответствующее допуску на контролируемый параметр. Этим значением является 4,8 В.

В оглавлении таблицы значению допуска 4,8 В соответствует класс точности 4.

Вывод — для измерений напряжения питания (27 ± 2,7) В следует применять вольтметр класса точности 4 с верхним пределом измерений 40В.

Таблица 13.1 — Приборы для измерений сопротивления

Тип Наименование прибора Диапазон измерений Класс точности (основная погрешность) Род тока
М4100/1 (0. 200) кОм (0. 20) МОм
М4100/2 (0. 500) кОм (0. 50) МОм
М4100/3 Мегаомметр (0. 1000) кОм (0. 100) МОм 1 и 1,5 Цепь разомкнута
М4100/4 (0. 1000) кОм (0… 200) МОм
М4100/5 (0. 2000) кОм (0. 1000) МОм
М4125/1 М4125 Омметр Конечные значения диапазона измерений: 3, 30, 300 кОм. 2,5 Постоянный
Ф415 Микроомметр Конечные значения диапазона измерений: 100 мкОм; 1, 10, 100 мОм; 1, 10 Ом. 2,5 и 4,0 Постоянный
М57Д Измеритель сопротивления (20. 1500) Ом (4 %) Постоянный

Таблица 13.2 — Приборы для измерений мощности

Тип Наименование прибора Диапазон измерений Класс точности (основная погрешность) Род измеряемого тока
Ц 301 Ваттметр Конечное значение 2000 кВт 2,5 Однофазная цепь переменного тока частотой 50, 500, 1000, 4000, 8000, 10000 Гц
Д335 Ваттметр 2-2,5х10 3 кВт 1,5 Трёхфазная, трёхпроводниковая цепь переменного тока, частотой 50 Гц
Д365 Ваттметр и варметр 1 – З х 10 7 кВт (1-0-1. 30-0-30) х 10 6 ГВт (Гвар) 1,5 Цепь переменного тока
Д85 Киловатт-метр 2-0- 6 кВт 2-0- 8 кВт 4-0- 12 кВт 5-0- 15 кВт 10-0- 30 кВт 10-0- 40 кВт 20-0- 60 кВт 20-0- 80 кВт 25-0-100 кВт 40-0-120 кВт 50-0-150 кВт 100-0-300 кВт 100-0-400 кВт 200-0-600 кВт (±2,5%) Трёхпроводная сеть трёхфазного тока частотой 50Гц
Д367 Ваттметр 0,6-2,5х10 7 кВт 1,5 Цепь переменного тока

Таблица 13.3 — Приборы для измерений силы тока и напряжения (малогабаритные)

Тип Наименование прибора Конечные значения диапазонов измерений Класс точности (основная погрешность) Род измеряемого тока
М42100 Амперметры 1, 2, 3, 5, 10, 20, 50, 75, 100, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 4000, 6000, 200-0-750А 1,5 и 2,5 Постоянный
Миллиамперметры 1, 5, 10, 30, 50, 100, 150, 300, 500, 600, 3/30, 3/50, 5/50 мА
Вольтметры 0,075; 2,3; 7,5; 10; 15; 30; 50; 75; 100; 150; 250; 300; 450; 500; 500; 600; 1000; 1500; 3000; 0,3/15; 3/30; 4/100; 3/300; 7,5/300; 8/300; 10/100; 20/40; 15/150; 30/300; 150/1500; 15/150/1500 В
Ампервольтметры 15В/500мА; 30В/50А; 50 В/50 А; 1 А/3000 В
М2100 Миллиамперметры 1-0-1 мА, 5-0-5 мА, 10-0-1 ОмА, 30-0-30 мА, 50-0-50 мА, 100-0-100 мА 150-0-150 мА, 500-0-500 мА 2,5 Постоянный
Амперметры 1-0-1А, 3-0-3 А 10-0-10 А, 20-0-20 А, 30-0-30 А, 50-0-50 А, 75-0-75 А, 100-0-100 А, 150-0-150 А, 200-0-200 А, 300-0-300 А, 500-0-500 А, 750-0-750 А
М2100 Килоамперметры 1-0-1 кА, 1,5-0-1,5 кА, 4-0-4 кА, 6-0-6 кА 7,5-0-7,5 кА 2,5 Постоянный
Вольтметры, киловольтметры, вольтам-перметры 1,5; 3; 7,5; 15; 30; 50; 75; 150; 250; 300; 450 600 В; 1,0 кВ; 1,5кВ; 3,0 кВ; 3 В/30 В; 7,5 В/300 В; 15В/З00 В; 30 В/300 В; 15В/500мА; 30 В/50 А; 50 В/50 А; 1А/3 кВ 1,5-0-1,5 В 3-0-3 В 7,5-0-7,5 В 15-0-15 В 30-0-30 В 50-0-50 В 75-0-75 В 150-0-150 В 250-0-250 В 300-0-300 В 450-0-450 В 600-0-600 В 1-0-1 кВ 1,5-0-1,5 кВ 3-0-3 кВ
Э8026 Амперметры перегрузочные 1;2,5;5; 10; 15; 20; 30; 50; 75/5; 100/5; 150/5; 200/5; 300/5 А 4,0 Переменный (45-65) Гц (180-550) Гц
Э8025 Амперметр 100, 300, 500 мА; 1,2, 3,5, 10, 20, 30, 50 А, 1/5; 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000 А. 2,5 Переменный (45-65) Гц (180-350) Гц 300,1000, 1150,1350, 1500 Гц
Вольтметр 10, 20, 30, 50, 100, 150, 250В; 450 и 600 В; 1750 В; 7,5 кВ 2,5 Переменный (450-500) Гц 50, 60, 200, 400, 427, 500, 800, 1100, 1150, 1350, 1500 Гц
Э8021 Амперметры 100, 300, 500 мА; 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000 А (2,5 %) Переменный 50 Гц; (180-550)Гц; 60 Гц; 800, 1100, 1150, 1350, 1500, Гц.
Вольтметры 10, 30, 50, 100,150, 250, 450, 600, 1750В;7,5кВ. (2,5 %) Переменный 50,60, 200, 400, 500, 800, 1150, 1350, 1500Гц.
Э8023 Вольтметр 450 В (2,5 %) Переменный 50,60, 200, 400, 427, 500,800, 1000, 1500Гц.
Э8022 Амперметр перегрузочный Номинальные токи: 1; 2,5; 5; 10;15;20; 30; 50; 75, 100, 150, 200, 300 А (4 %) Переменный 50, 60 Гц, (180550) Гц
Читайте также:  Как выбрать амперметр по трансформатору тока 1

Таблица 13.4 — Приборы для измерения силы тока и напряжения (крупногабаритные)

Источник

Единица измерения силы тока

Электрические параметры изучают в рамках школьных программ. После экзаменов быстро забываются научные определения и формулы. Между тем, базовые знания в соответствующей области нужны не только специалистам и радиолюбителям. Они пригодятся обычным пользователям для подключения бытовой техники, решения других практических задач. В этой публикации рассказано о том, что такое единица силы тока.

 Классическое определение силы тока

Об электрическом токе

Для облегчения понимания темы можно применить аналоги (сравнения) из окружающего мира. Электрические величины иногда объясняют на примере обычного трубопровода:

  • ток электронов подобен движению жидкости;
  • напряжение (разница потенциалов) – различные уровни давления;
  • при уменьшении сечения проводника увеличивается сопротивление току – таким же образом приходится повышать напор для перемещения большего количества воды за единицу времени.

Через прозрачные стенки можно наблюдать движение потока жидкости. Упростит визуальный эксперимент наличие визуальных маркеров – загрязнений. Однако самый зоркий человек не в состоянии увидеть перемещение микроскопически малых электронов.

Тем не менее, именно движение потока заряженных частиц является электрическим током. Почему такое действие даже при продолжительном времени опыта не изменяет массу (размеры) отдельных участков проводника?

Как и в случае с наблюдением, ответ на вопрос объясняется очень малой величиной рассматриваемых параметров. Электроны можно сравнить с муравьями. При переселении в другой «дом» старый муравейник сохраняет размеры (форму). Так и масса проводника не изменится заметно даже при полном удалении из него частиц с электрическими зарядами.

Что такое единица измерения силы тока

Ниже отмечены основные параметры типичной электрической цепи (в скобках приведены стандартные обозначения для формул и сокращенные наименования):

  • единицы измерения силы тока (I) – Амперы (А);
  • напряжения (U) – Вольты (В);
  • сопротивления (R) – Омы (Ом).

Для полноты изучения необходимо вспомнить о количественном показателе, мощности (W). Ее измеряют в Ваттах (Вт).

Если продолжить аналог с водой, можно сделать несколько важных промежуточных выводов. Чтобы пропустить больше жидкости (электронов) увеличивают диаметр трубы (проводника). Это решение сопровождается увеличением тока. Напряжение измеряют разницей потенциалов между двумя точками цепи. Для его увеличения изменяют нужным образом соотношение зарядов.

Сопротивление препятствует прохождению электронов. Этот процесс сопровождается преобразованием электрической энергии в тепловую. В некоторых устройствах данная особенность выполняет полезные функции.

Нагревательный элемент в бойлере отличается высоким сопротивлением (R)

Потребляемую мощность можно сравнить с количеством воды, которая поступает через определенное сечение транспортной системы за единицу времени.

Ампер единица измерения силы тока в СИ

По самому популярному международному стандарту (СИ) силе постоянного тока один ампер (1А) соответствует прохождение единичного заряда (1 кулон) за время 1 с:

Другое базовое определение создано с дополнительным использованием механических составляющих. В соответствии с ним, аналогичный ток создает силу взаимодействия 2*10-7 Ньютонов на каждый метр погонный конструкции, состоящей из двух параллельных проводников. Подразумевается размещение такого устройства в нейтральной среде (вакууме), полностью изолированной от внешних электромагнитных излучений.

Формулы для вычисления характеристик тока

Если к проводнику подключить источник постоянного тока, базовые параметры можно вычислить с помощью классической формулы. Ток в амперах равен напряжению в вольтах, деленному на электрическое сопротивление в омах:

Зависимость от мощности отображается следующим образом:

Простым преобразованием вычисляют другие величины:

  • R=U/I=U2/P=P/I2;
  • U= √P*R=I*R=P/U;
  • P=I2*R=U2/I=U*I.

Графическое представление основных формул

К сведению. В цепях переменного тока учитывают синусоидальную форму сигнала. Активные нагрузки (конденсаторы, катушки) создают фазовый сдвиг между напряжением и током.

Читайте также:  Плотность тока формула обмотки 1

Единицы измерения в других системах единиц

Таблица, какие есть единицы измерения тока

Система единиц Полные и сокращенные обозначения Формулы перевода
СИ Ампер (А)
СГСМ Абампер (абА), био 1 био = 10 А
СГСЭ Статоампер (статА) 1 А = 2 997 924 536,8 статА

Влияние силы тока на разные материалы

Одна и та же сила тока оказывает разное влияние при прохождении через различные материалы. Металлы, например, отличаются хорошей проводимостью. Примеси повышают сопротивление, поэтому для улучшения экономических показателей линии электропередач создают из хорошо очищенной меди. Полимерные соединения – диэлектрики, их часто используют для создания изоляции.

Вода проводит электрический ток, благодаря находящимся в ней ионам. Это свойство используют для фильтрации, создания тонких покрытий и автономных источников питания. Достаточно опустить в жидкость пластины с разноименными зарядами, чтобы обеспечить перемещение частиц в противоположных направлениях.

Слабым электрическим током стимулируют мозговую деятельность, оказывают стимулирующее воздействие на кожные покровы. Специализированные аппараты применяют в медицинских учреждениях и салонах красоты. Сильный ток опасен для человека, поэтому при работе с электричеством следует применять соответствующие средства защиты.

Амперметр

Для измерения параметра используют амперметр. Этот прибор включают в разрыв цепи, чтобы обеспечить прохождение тока через рабочий элемент. Простейшие стрелочные устройства постепенно вытесняются цифровыми. Для измерения сильных токов показания снимают с помощью специального шунта, который устанавливается параллельно.

Видео

Источник

Основные электрические величины

Рассмотрим основные электрические величины, которые мы изучаем сначала в школе, затем в средних и высших учебных заведениях. Все данные для удобства сведем в небольшую таблицу. После таблицы будут приведены определения отдельных величин, на случай возникновения каких-либо непониманий.

Величина Единица измерения в СИ Название электрической величины
q Кл — кулон заряд
R Ом – ом сопротивление
U В – вольт напряжение
I А – ампер Сила тока (электрический ток)
C Ф – фарад Емкость
L Гн — генри Индуктивность
sigma См — сименс Удельная электрическая проводимость
e0 8,85418781762039*10 -12 Ф/м Электрическая постоянная
φ В – вольт Потенциал точки электрического поля
P Вт – ватт Мощность активная
Q Вар – вольт-ампер-реактивный Мощность реактивная
S Ва – вольт-ампер Мощность полная
f Гц — герц Частота

Существуют десятичные приставки, которые используются в названии величины и служат для упрощения описания. Самые распространенные из них: мега, мили, кило, нано, пико. В таблице приведены и остальные приставки, кроме названных.

Десятичный множитель Произношение Обозначение (русское/международное)
10 -30 куэкто q
10 -27 ронто r
10 -24 иокто и/y
10 -21 зепто з/z
10 -18 атто a
10 -15 фемто ф/f
10 -12 пико п/p
10 -9 нано н/n
10 -6 микро мк/μ
10 -3 милли м/m
10 -2 санти c
10 -1 деци д/d
10 1 дека да/da
10 2 гекто г/h
10 3 кило к/k
10 6 мега M
10 9 гига Г/G
10 12 тера T
10 15 пета П/P
10 18 экза Э/E
10 21 зета З/Z
10 24 йотта И/Y
10 27 ронна R
10 30 куэкка Q

Сила тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой.

Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c

В практике встречаются

Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В).

1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер.

В практике встречаются

Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная.

1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В.

Из школьного курса физики все мы помним формулу для однородного проводника постоянного сечения:

R=ρlS – сопротивление такого проводника зависит от сечения S и длины l

где ρ – удельное сопротивление материала проводника, табличная величина.

Между тремя вышеописанными величинами существует закон Ома для цепи постоянного тока.

Ток в цепи прямо пропорционален величине напряжения в цепи и обратно пропорционален величине сопротивления цепи – закон Ома.

Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд.

Емкость измеряется в фарадах (1Ф).

1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл.

В практике встречаются

Индуктивность – это величина, характеризующая способность контура, по которому протекает электрический ток, создавать и накапливать магнитное поле.

Индуктивность измеряется в генри.

1Гн – величина, равная ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении величины тока в контуре на 1А в течение 1секунды.

В практике встречаются

Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению.

Электропроводность измеряется в сименсах.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Источник