Metrologi AC

LEARN AND GROW !! INTERFEROMETER(PRINCIPLE AND WORKING) ! (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Metrologi AC

Litar Elektrik AC


soalan 1

Dalam sistem pengagihan kuasa, sangat penting untuk dapat mengukur voltan talian. Anda tidak boleh mengawal apa yang anda tidak dapat mengukur, dan penting untuk mengawal voltan garis kuasa supaya tidak melebihi penarafan penebat.

Tetapi bagaimana anda dengan selamat mengukur voltan talian kuasa 750 kV "# 1"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

"Pengubah berpotensi, " atau "PT, " adalah pengubah langkah ke bawah dengan nisbah lilitan yang sangat tepat, supaya voltan sekunder adalah pecahan yang tepat dan diketahui dari voltan utama.

Soalan susulan: selain melangkah voltan garis ke tahap yang agak selamat, transformer berpotensi juga menyediakan satu ciri keselamatan yang lebih penting untuk pengukuran voltan. Terangkan apa ciri tambahan ini, dan mengapa ia penting. Petunjuk: semua transformer kecuali untuk autotransformer menyediakan ciri ini!

Nota:

Mintalah pelajar membuat gambarajah skematik kasar tentang bagaimana pengubah yang berpotensi akan ditempatkan dalam litar pengukuran voltan lengkap, dengan garis kuasa, mekanisme voltmeter dipasang pada panel, sekuriti keselamatan, dan sebagainya.

Soalan 2

Alat umum yang digunakan untuk mengukur arus AC yang tinggi dalam sistem kuasa adalah pengubah semasa, disingkat "CT". Transformer semasa biasanya mengambil bentuk "donat, " di mana konduktor yang dibawa semasa:

Tujuan pengubah semasa adalah untuk membuat arus sekunder yang merupakan pecahan tepat arus utama, untuk pengukuran arus yang lebih mudah dalam konduktor kuasa.

Memandangkan fungsi ini, apakah transformer semasa dianggap sebagai "step-up" atau "step-down" pengubah "# 2"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Dari perspektif voltan, yang biasanya bagaimana istilah "step-up" dan "step-down" dirujuk, pengubah semasa adalah pengubah "step-up". Lintasan sekundernya luka tegak lurus dengan laluan fluks magnetik, seperti biasa dalam semua transformer.

Nota:

Persoalan sama ada pengubah semasa adalah "langkah ke bawah" atau "langkah-langkah" mempunyai implikasi keselamatan yang penting untuk pelajar menyedari. Tanya pelajar anda untuk menerangkan keadaan yang mungkin membuktikan yang paling berbahaya apabila bekerja di sekitar transformer semasa, memandangkan sifat "langkah-langkah" mereka dengan merujuk kepada voltan.

Soalan 3

Berapa banyak arus akan dikeluarkan oleh pengubah semasa jika arus beban adalah 350 amps dan nisbah CT adalah 600: 5?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Semasa sekunder = 2.917 amps

Nota:

Persoalan ini adalah latihan dalam nisbah matematik.

Soalan 4

Adalah sangat penting bahawa penggulungan sekunder pengubah semasa (CT) tidak pernah terbuka semasa operasi! Jelaskan mengapa ini adalah pertimbangan keselamatan yang penting.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Penggulungan sekunder terbuka pada pengubah semasa mampu menghasilkan voltan yang sangat tinggi.

Nota:

Terdapat beberapa cara yang berbeza untuk menjelaskan mengapa transformer semasa menimbulkan bahaya keselamatan ini. Satu dapat menerangkannya dari segi nisbah penggulungan, atau mungkin dari segi fungsinya sebagai "sumber semasa" AC. Jangan terkejut jika pelajar anda memberikan pelbagai penjelasan untuk kelakuan ini.

Soalan 5

Katakan anda ingin mengukur arus motor AC, arus beban penuh yang perlu kira-kira 150 amps. Arus ini adalah terlalu besar untuk mengukur secara langsung dengan satu ammeter AC anda (diberi nilai 0 hingga 5 amps), dan satu-satunya transformer semasa yang anda ada adalah diberi nilai pada 1200: 5, yang tidak akan menghasilkan arus keluaran yang mencukupi untuk memacu 0-5 pergerakan meter am sangat jauh pada arus beban sebanyak 150 amps. Pasti, anda akan mendapat pengukuran, tetapi ia tidak akan menjadi sangat tepat.

Perhatikan cara untuk mengatasi masalah pengukuran ini, supaya arus motor sebanyak 150 amps akan menghasilkan pesongan yang lebih besar pada skala pergerakan 0-5 meter meter.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Mungkin penyelesaian yang paling mudah adalah membungkus konduktor kuasa supaya ia melalui CT toroid beberapa kali, dengan itu mengubah nisbahnya yang berkesan.

Nota:

Penyelesaian "berbilang balut" adalah helah yang saya gunakan lebih dari sekali untuk mengukur arus dengan pengubah semasa yang besar. Bincangkan kesan beberapa "lilitan" konduktor utama pada nisbah CT dengan pelajar anda, mengira nisbah baru yang terbentuk dengan berbuat demikian.

Walaupun penyelesaian "balutan berbilang" adalah mudah, bukan satu-satunya penyelesaian yang mungkin untuk masalah ini. Satu lagi penyelesaian adalah dengan menggunakan pelbagai transformer semasa, tetapi saya akan meninggalkan itu sehingga anda dan pelajar anda untuk mengetahui!

Soalan 6

Terangkan tujuan pengubah semasa dalam litar kuasa AC.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Transformer semasa, atau CT, digunakan untuk mengukur arus tinggi dalam litar AC voltan tinggi yang berpotensi, memberikan pengurangan semasa yang tepat dan pengasingan galvanik antara litar pengukuran dan litar kuasa.

Nota:

Tanya pelajar anda untuk menerangkan penampilan fizikal dan pembinaan CT. Sekiranya boleh, bawa satu bilik ke bilik darjah untuk melihat dan perbincangkan.

Soalan 7

Apakah maksudnya jika pergerakan meter diterangkan sebagai RMS menunjukkan, purata bertindak balas "# 7"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ini bermakna bahawa petunjuk pergerakan meter adalah berkadar secara semula jadi dengan nilai purata isyarat AC yang diukur, tetapi penentukurannya condong untuk mewakili nilai RMS apabila mengukur isyarat sinusoidal.

Soalan cabaran: jika salah satu daripada meter ini tertakluk kepada isyarat AC gelombang persegi, apakah tanda "RMS" itu palsu rendah, palsu tinggi, atau tepat?

Nota:

Konsep ini membingungkan ramai pelajar, namun penting bagi mereka untuk memahami. Saya cadangkan anda menerangi subjek dengan bertanya beberapa soalan:

Apakah salah satu daripada meter ini menunjukkan jika amplitud sinusoidal menjadi dua kali ganda? Jawab: petunjuk akan berganda.
Apakah yang akan ditunjukkan oleh meter ini jika amplitud isyarat dan bentuk gelombang berubah mengikut cara yang nilai purata isyarat dua kali ganda, tetapi nilai RMS tidak meningkat sebanyak? Jawab: petunjuk akan berganda.
Apakah yang akan ditunjukkan oleh meter ini jika amplitud isyarat dan bentuk gelombang berubah mengikut cara yang nilai RMS isyarat dua kali ganda, tetapi nilai purata tidak meningkat sebanyak? Jawab: petunjuk akan meningkat hanya sebanyak nilai purata meningkat.

Soalan 8

Pergerakan meter elektrostatik menggunakan tarikan fizikal antara plat logam yang disebabkan oleh voltan untuk memesongkan penuding, dan bukannya menggunakan elektromagnetisme seperti biasa dengan kebanyakan reka bentuk pergerakan meter yang lain. Walaupun pergerakan meter elektrostatik tidak sensitif seperti mekanisme PMMC, mereka mempunyai kelebihan untuk mengukur kedua-dua AC dan DC dengan kemudahan yang sama.

Katakan anda mengalibrasi pergerakan meter elektrostatik dari 0 volt hingga 500 volt DC. Kemudian, anda menyambungkan meter ini ke sumber AC sinusoidal dan melihatnya mendaftarkan voltan sebanyak 216 volt. Apakah voltan sumber AC ini, dalam voltan RMS?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

240 V RMS

Petunjuk: kebanyakan gerakan meter mekanikal secara semulajadi menunjukkan nilai purata bentuk gelombang AC!

Nota:

Bincangkan dengan pelajar anda sebab mengapa kebanyakan gerakan meter berfungsi pada nilai purata bentuk gelombang AC. Kenapa pergerakan meter tidak semestinya menunjukkan nilai RMS? Tanya pelajar anda bagaimana nilai "purata" dan "RMS" ditakrifkan, dan sistem fizikal yang mewakili model matematik ini.

Soalan 9

Pergerakan meter elektromekanikal kebanyakannya bertindak balas secara purata . Mereka memaparkan tanda-tanda mereka dalam unit volt atau amp "RMS" hanya kerana mereka telah ditentukur untuk berbuat demikian untuk bentuk gelombang sinusoidal.

Sesetengah pergerakan meter elektromekanik, bagaimanapun, adalah tindak balas RMS yang benar. Sebagai contoh, pergerakan elektrodynamometer, apabila disambungkan sebagai sama ada voltmeters atau ammeters (bukan sebagai wattmeters), secara semulajadi memberikan petunjuk berkadar dengan nilai RMS sebenar voltan atau semasa.

Berdasarkan perbezaan yang wujud antara pergerakan meter ini, terangkan bagaimana anda boleh menggunakan pergerakan meter elektromekanik untuk melakukan penilaian kualitatif terhadap penyelewengan bentuk gelombang. Dengan kata lain, bagaimana anda boleh menggunakan meter elektromekanik untuk mengetahui sama ada bentuk gelombang AC adalah sinusoidal atau tidak?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ambil "purata-merespon" dan "benar-RMS" meter yang menunjukkan sama apabila mengukur bentuk gelombang sinusoidal, dan bandingkan pembacaan mereka apabila mengukur bentuk gelombang AC yang dipersoalkan. Semakin besar perbezaan antara bacaan dua meter, semakin besar penyelewengan (dari ideal gelombang sinus).

Nota:

Memandangkan kelaziman harmonik dalam sistem kuasa AC moden, "silap" ini boleh menjadi sangat berguna dalam membuat penilaian kualitatif terhadap penyelewengan harmonik. Sudah tentu, peralatan ujian yang mahal akan memberikan pengukuran kuantitatif penyimpangan, tetapi ia sentiasa baik untuk mengetahui cara menggunakan peralatan ujian yang lebih rendah sekiranya peralatan mahal tidak tersedia.

Soalan 10

Pergerakan meter elektromekanikal yang biasa digunakan untuk mengukur kuasa AC dipanggil gerakan elektrodynamometer . Terangkan bagaimana meter ini berfungsi, dan gambarkan gambarajah skematik yang menunjukkan bagaimana ia digunakan untuk mengukur kuasa AC yang dihantar kepada beban.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Pergerakan elektrodynamometer mempunyai dua gegelung elektromagnet bukan hanya satu:

Nota:

Soalan 11

Terdapat banyak istilah dan maklumat yang salah dalam dunia peralatan audio kesetiaan tinggi, disebabkan terutamanya oleh asas pengguna yang besar yang kurang pengetahuan teknikal. Salah satu penyataan yang salah mengenai prestasi penguat audio adalah kuasa, dinyatakan dalam "puncak watt" dan "watt RMS". Walaupun istilah "kuasa puncak" tidak semestinya tidak betul, "kuasa RMS" yang paling jelas adalah. Apakah yang salah dengan istilah yang terakhir, dan apa yang anda fikirkan pengeluar peralatan audio apabila mereka menyatakan penarafan kuasa penguat dalam "watts RMS" "# 11"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

"RMS" adalah cara untuk menyatakan voltan AC atau semasa dalam istilah setara dengan voltan atau arus DC, berdasarkan kesamaan kuasa antara kedua-dua. Tidak ada perkara seperti "kuasa RMS, " hanya "voltan RMS" atau "RMS semasa."

Nota:

Setelah dibebaskan dengan tanggapan oksimoronik "kuasa RMS, " kami kini meneruskan persoalan seterusnya: apakah pengeluar penguat bermakna dengan rating ini? Pelajar anda sepatutnya melakukan beberapa penyelidikan mengenai penarafan kuasa penguat, dan melihat apa yang dikatakan pengeluar tentangnya. Berdasarkan penyelidikan itu, apa yang pelajar anda fikir pengeluar cuba menyatakan apabila mereka bercakap mengenai "kuasa RMS"? Adakah ada cara yang lebih baik untuk mengatakan ini?

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →