MĚŘENÍ ELEKTRICKÉHO NAPĚTÍ

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY pro 1. ročníky tříletých učebních oborů

MĚŘENÍ ELEKTRICKÉHO NAPĚTÍ Ing. Arnošt Kabát

červenec 2011

Projekt Využití e-learningu k rozvoji klíčových kompetencí reg. č.: CZ.1.07/1.1.10/03.0021 je spolufinancován z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.

Měření elektrického napětí

Označení veličiny, jednotky: Elektrické napětí je určeno jako práce vykonaná elektrickými silami při přemísťování elektrického náboje mezi dvěma body prostoru. Elektrické napětí je definováno prací A [J] potřebnou k přenesení nábojů Q [C].

U

A Q

Elektrické napětí je definováno jako rozdíl elektrických potenciálů ve dvou bodech prostoru. Veličina elektrické napětí se značí: Jednotkou elektrického napětí je:

U V (volt)

V praxi se velmi často používají násobky a díly této jednotky, např.:

   

μV – mikrovolt (1 μV = 10−6 V) mV – milivolt (1 mV = 10−3 V) kV – kilovolt (1 kV = 103 V) MV – megavolt (1 MV = 106 V)

Aby se dalo poznat, zda se elektrická práce spotřebovává nebo dodává, kreslí se orientační šipky pro elektrické napětí.

Směr šipky se volí podle smyslu elektrické veličiny.

Zapojení voltmetru do obvodu: Pro měření napětí se používá měřící přístroj voltmetr, který může být analogový nebo digitální.

Analogový voltmetr

Digitální voltmetr  Voltmetr je přístroj pro měření elektrického napětí, zapojuje se paralelně k měřené části obvodu.

Vlastnosti voltmetru:  Aby voltmetr nezatěžoval měřený obvod, musí jím procházet co nejmenší proud.  Vnitřní odpor voltmetru musí být co největší.

V elektronickém obvodu má voltmetr především tyto vlastnosti:  malý odběr energie z měřeného obvodu (tj. velkou vstupní impedanci - až stovky MΩ a malou vstupní kapacitu),  velkou citlivost (umožňují měřit i μV),  široký frekvenční rozsah (u střídavých voltmetrů). Nevýhody elektronických voltmetrů:  nutnost vnějšího napájecího zdroje,  větší chyba měření,  menší otřesuvzdornost. Voltmetry se dále dělí podle druhu měřeného napětí na stejnosměrné, střídavé, impulsové atd.. Střídavé voltmetry, které jsou konstruovány pro určitou kmitočtovou oblast, se dělí na:  nízkofrekvenční,  vysokofrekvenční. Voltmetry, které měří v široké kmitočtové oblasti se označují jako:  širokopásmové. Dále se používají voltmetry úzkopásmové - selektivní.

Voltmetry se liší svou citlivosti, dělí se na:  kilovoltmetry,  voltmetry,  milivoltmetry,  mikrovoltmetry,  nanovoltmetry. Voltmetry, které měřenou hodnotu zaznamenávají  jsou záznamové (zapisovací, registrační). Voltmetry, které ukazují konkrétní hodnotu jsou:  voltmetry ukazovací, které měřenou hodnotu napětí jen ukazují (indikují).

Zvýšení rozsahu voltmetru: Změna měřícího rozsahu voltmetru se provádí: • • •

předřadným odporem (předřadníkem), měřícím transformátorem napětí, kondenzátorovým děličem napětí.

Předřadný odpor:

S jedním rozsahem

Výpočet předřadného odporu (dle úměry):

RP U  U V   RV UV

 U    RV n  1 RP  RV   UV  1 

S několika rozsahy

n – zvětšení měřícího rozsahu

• • •

předřadné odpory jsou z manganinového nebo konstantanového drátu ( co nejmenší indukčnost ), řadí se do série s voltmetrem, jsou uvnitř voltmetru, či mimo něj.

Měřící transformátor napětí: • • • • •

používá ke změně měřícího rozsahu voltmetru pro střídavá napětí nad 600V, primární vinutí se připojí jako voltmetr – kde chceme měřit napětí, ke svorkám sekundárního vinutí se připojí voltmetr, použití hlavně pro rozváděčové přístroje, převod transformátoru je volen tak, aby se při jmenovitém primárním napětí indukovalo jmenovité napětí 100 V – viz převod p.

•

jmenovitý převod

pUn  •

N1 U 1n  N 2 U 2n

U1n; U2n

–

jmenovité hodnoty

měřené napětí

U1  pUn  U 2

U2

–

napětí změřené voltmetrem

Použité informační zdroje

Elektrotechnika I. – III. – Blahovec Elektrická měření I. - Šrotýř Elektrotechnická měření - Kubica Elektrotechnické měřící přístroje a měření I. – Krejčí, Kábele http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/2-4.htm Chyba! Odkaz není platný.