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Come sono disposti e funzionanti i dispositivi per misurare la resistenza
Per loro natura fisica, tutte le sostanze reagiscono in modo diverso al flusso di corrente elettrica attraverso di esse. Alcuni corpi lo superano bene e vengono chiamati conduttori, mentre altri sono molto cattivi. Questi sono dielettrici.
Le proprietà delle sostanze per contrastare il flusso di corrente sono stimate mediante espressione numerica - il valore della resistenza elettrica. Il principio della sua definizione è stato proposto da Georg Om. L'unità di misura per questa caratteristica prende il nome da lui.
La relazione tra la resistenza elettrica di una sostanza, la tensione applicata ad essa e la corrente elettrica che scorre si chiama legge di Ohm.
Principi di misurazione della resistenza elettrica
Sulla base della dipendenza delle tre caratteristiche più importanti dell'elettricità nella foto, viene determinato il valore di resistenza. Per fare questo, devi avere:
1. fonte di energia, per esempio batteria o batteria;
2. Strumenti di misura di corrente e tensione.
La sorgente di tensione è collegata attraverso un amperometro alla sezione misurata, la cui resistenza deve essere determinata e la caduta di tensione attraverso il consumatore viene misurata con un voltmetro.
Dopo aver rimosso il conto alla rovescia della corrente I con un amperometro e la tensione U con un voltmetro, il valore di resistenza R viene calcolato secondo la legge di Ohm. Questo semplice principio consente misurazioni e calcoli manuali. Tuttavia, usarlo in questa forma è difficile. Per comodità, vengono creati ohmmetri.
Il design del ohmmetro più semplice
I produttori di dispositivi di misurazione producono dispositivi di misurazione della resistenza che funzionano secondo:
1. analogo;
2. o tecnologia digitale.
Il primo tipo di dispositivi è chiamato puntatore a causa del modo in cui vengono visualizzate le informazioni - spostando la freccia rispetto alla posizione iniziale nel punto di riferimento sulla scala.
Ohmetri di tipo switch, come strumenti di misurazione della resistenza, sono apparsi per primi e continuano a funzionare con successo fino ad oggi. Sono nell'arsenale di strumenti della maggior parte degli elettricisti.
Nella progettazione di questi dispositivi:
1. tutti i componenti del diagramma sopra sono integrati nella custodia;
2. la sorgente produce una tensione stabilizzata;
3. l'amperometro misura la corrente, ma la sua scala viene immediatamente calibrata in unità di resistenza, il che elimina la necessità di costanti calcoli matematici;
4. i fili con le estremità sono collegati ai terminali esterni dei terminali della custodia, che assicurano la rapida creazione di connessioni elettriche con l'elemento testato.
I dispositivi di commutazione di questa classe di misura funzionano grazie al proprio sistema magnetoelettrico. Un avvolgimento del filo è inserito all'interno della testa di misurazione, in cui è collegata una molla conduttiva.
In questo avvolgimento proveniente dalla fonte di alimentazione, una corrente passa attraverso la resistenza misurata Rx, limitata dalla resistenza R a un livello di milliampere. Crea un campo magnetico che inizia a interagire con il campo di un magnete permanente situato qui, che è mostrato nel diagramma dai poli N - S.
La freccia sensibile è fissata sull'asse della molla e, sotto l'azione della forza risultante generata dall'influenza di questi due campi magnetici, si discosta di un angolo proporzionale alla forza della corrente che scorre o al valore della resistenza del conduttore Rx.
La scala del dispositivo è fatta nelle divisioni di resistenza - Ohm. Per questo motivo, la posizione della freccia su di essa indica immediatamente il valore desiderato.
Il principio di funzionamento di un ohmmetro digitale
Nella sua forma pura, i misuratori di resistenza digitali sono disponibili per lavori complessi per scopi speciali. Il consumatore di massa è ora disponibile vasta gamma di strumenti combinaticombinando nel loro design i compiti di un ohmmetro, voltmetro, amperometro e altre funzioni.
Per misurare la resistenza, è necessario trasferire gli interruttori corrispondenti nella modalità operativa richiesta del dispositivo e collegare le estremità di misurazione al circuito in prova.
Quando i contatti sono aperti, il display mostrerà “I”, come mostrato nella foto. Corrisponde a un valore maggiore di quello che il dispositivo può determinare in una determinata area di sensibilità. In effetti, in questa posizione, misura già la resistenza della sezione dell'aria tra i contatti dei morsetti dei fili di collegamento.
Quando le estremità sono montate su un resistore o conduttore, l'ohmetro digitale visualizzerà il valore della sua resistenza in numeri reali.
Il principio di misurazione della resistenza elettrica con un ohmmetro digitale si basa anche sull'applicazione della legge di Ohm. Ma, nel suo design, tecnologie più moderne legate all'uso di:
1. sensori adeguati progettati per misurare la corrente e la tensione, che trasmettono informazioni sulle tecnologie digitali;
2. dispositivi a microprocessore che elaborano le informazioni ricevute dai sensori e le visualizzano sulla scheda in forma visiva.
Ogni tipo di ohmmetro digitale può avere le proprie impostazioni utente distintive, che dovrebbero essere studiate prima del lavoro. Altrimenti, per ignoranza, puoi commettere errori grossolani, perché applicare la tensione al suo ingresso è abbastanza comune. Si manifesta con il bruciarsi degli elementi interni del circuito.
Gli ohmmetri convenzionali testano e misurano i circuiti elettrici formati da fili e resistori che hanno resistenze elettriche relativamente piccole fino a diverse decine o migliaia di ohm.
Ponti di misurazione DC
I dispositivi di misurazione della resistenza elettrica sotto forma di ohmmetri sono progettati come dispositivi portatili e mobili. È conveniente usarli per valutare i circuiti tipici, standard o la continuità dei singoli circuiti.
In condizioni di laboratorio, dove sono spesso necessarie elevata precisione e osservanza di alta qualità delle caratteristiche metrologiche durante l'esecuzione di misurazioni, altri dispositivi funzionano: ponti di misurazione CC.
Circuiti elettrici per ponti DC
Il principio di funzionamento di tali dispositivi si basa sul confronto tra le resistenze di due spalle e sulla creazione di un equilibrio tra di loro. La modalità bilanciata è controllata da un millimetro di controllo o da un microammetro per arrestare il flusso di corrente nella diagonale del ponte.
Quando la freccia del dispositivo è impostata su zero, è possibile calcolare la resistenza desiderata Rx dai valori degli standard R1, R2 e R3.
Il circuito del ponte di misurazione può avere la capacità di controllare uniformemente la resistenza degli standard nelle spalle o essere eseguito a passi.
Aspetto della misurazione dei ponti
Strutturalmente, tali dispositivi sono realizzati in un unico edificio industriale con la possibilità di assemblare comodamente il circuito per la verifica elettrica. I controlli di commutazione di riferimento consentono misurazioni rapide della resistenza.
Ohmmetri e ponti sono progettati per misurare la resistenza dei conduttori di corrente elettrica aventi una resistenza resistiva di un certo valore.
Misuratori di resistenza del circuito di massa
La necessità di un monitoraggio periodico delle condizioni tecniche costruzione di anelli di massa causato dalle condizioni della loro presenza nel suolo, che provoca processi di corrosione dei metalli. Degradano i contatti elettrici degli elettrodi con il suolo, la conduttività e le proprietà protettive del deflusso degli scarichi di emergenza.
Il principio di funzionamento di dispositivi di questo tipo si basa anche sulla legge di Ohm. La sonda del circuito di terra è stazionaria situata nel terreno (punto C), per cui il suo potenziale è uguale a zero.
A uguali distanze da esso di circa 20 metri, lo stesso tipo di sistema di elettrodi di terra (principale e ausiliario) viene condotto nel terreno in modo che una sonda stazionaria si trovi tra di loro.Una corrente proveniente da una sorgente di tensione stabilizzata viene fatta passare attraverso entrambi questi elettrodi e il suo valore viene misurato con un amperometro.
Nell'area degli elettrodi tra i potenziali dei punti A e C, viene misurata una caduta di tensione con un voltmetro, causata dal flusso di corrente I. Successivamente, la resistenza del circuito viene calcolata dividendo U per I tenendo conto della correzione delle perdite di corrente nell'elettrodo di terra principale.
Se invece di un amperometro e un voltmetro viene utilizzato un logometro con bobine di corrente e tensione, la sua freccia sensibile indicherà immediatamente il risultato finale in ohm, salvando l'utente dai calcoli di routine.
Secondo questo principio, molte marche di dispositivi di puntamento funzionano, tra cui i vecchi modelli MC-0.8, M-416 e F-4103 sono popolari.
Sono completati con successo da una varietà di moderni misuratori di resistenza, creati per tali scopi con un ampio arsenale di funzioni aggiuntive.
Strumenti di misurazione della resistività del suolo
Utilizzando la classe di dispositivi appena esaminata, viene misurata anche la resistività del suolo e di vari media granulari. Per fare ciò, sono inclusi in un modo diverso.
Gli elettrodi dei sezionatori di terra principali e ausiliari sono distanziati di oltre 10 metri. Considerando che l'accuratezza della misurazione può essere influenzata da oggetti conduttivi vicini, ad esempio tubazioni metalliche, torri in acciaio, raccordi, è consentito avvicinarsi a loro non meno di 20 metri.
Le restanti regole di misurazione rimangono le stesse.
Il principio di misurazione della resistività del calcestruzzo e di altri supporti solidi funziona allo stesso modo. Per questi vengono utilizzati elettrodi speciali e la tecnologia di misurazione cambia leggermente.
Come sono disposti i megaohmetri
Gli ohmmetri convenzionali sono alimentati dall'energia di una batteria o batteria, una piccola fonte di tensione. La sua energia è sufficiente per creare una corrente elettrica debole che passa in modo affidabile attraverso i metalli, ma non è sufficiente per creare correnti nei dielettrici.
Per questo motivo, un normale ohmmetro non è in grado di rilevare la maggior parte dei difetti che si verificano nello strato isolante. A tal fine, è stato appositamente creato un altro tipo di strumenti di misurazione della resistenza, comunemente chiamati Megaohmmeter nel linguaggio tecnico. Il nome significa:
-
mega - milione, prefisso;
-
Ohm - unità di misura;
-
metro - un'abbreviazione comune della parola misura.
aspetto
I dispositivi di questo tipo sono anche puntatori e digitali. Ad esempio, è possibile dimostrare un megaohmmetro del marchio M4100 / 5.
La sua scala è composta da due subrange:
1. MΩ - megaoms;
2. KΩ - chiloomi.
Circuito elettrico
Confrontandolo con lo schema circuitale di un ohmmetro convenzionale, è facile vedere che funziona secondo gli stessi principi basati sull'applicazione della legge di Ohm.
Un generatore di corrente continua funge da sorgente di tensione, la cui maniglia deve essere ruotata uniformemente a una determinata velocità di circa 120 giri al minuto. Il livello della tensione ad alta tensione emessa al circuito dipende da questo. Questo valore dovrebbe attraversare lo strato di difetti con isolamento ridotto e creare una corrente attraverso di esso, che verrà visualizzata mescolando le frecce sulla scala.
L'interruttore della modalità di misurazione MΩ - KΩ commuta la posizione dei gruppi di resistori del circuito, assicurando il funzionamento del dispositivo in una delle sotto-gamme di lavoro.
La differenza tra il design di un megohmmetro e un semplice ohmmetro è che questo dispositivo non utilizza due terminali di uscita collegati all'area misurata, ma tre: Z (terra), L (linea) ed E (schermo).
I terminali di terra e di linea vengono utilizzati per misurare la resistenza di isolamento delle parti in tensione rispetto alla terra o tra fasi diverse. Il terminale dello schermo è progettato per eliminare l'effetto delle correnti di dispersione generate attraverso l'isolamento sull'accuratezza del dispositivo.
Per un gran numero di megaohmmetri di altri modelli, i terminali indicano un po 'diversamente: "rx", "-", "E".Ma l'essenza del funzionamento del dispositivo non cambia da questo e il terminale dello schermo viene utilizzato per gli stessi scopi.
Vedi di più qui: Come usare un megaohmmetro
Megaohmmetri digitali
I moderni strumenti per misurare la resistenza di isolamento delle apparecchiature funzionano secondo gli stessi principi dei loro interruttori analogici. Ma si differenziano per un numero significativamente maggiore di funzioni, praticità nelle misure, dimensioni.
Quando si scelgono dispositivi digitali per il funzionamento continuo, è necessario tener conto delle loro peculiarità: funzionamento da una fonte di alimentazione autonoma. Quando fa freddo, le batterie perdono rapidamente la loro capacità di lavoro e richiedono la sostituzione. Per questo motivo, il lavoro dei modelli di frecce con un generatore manuale rimane richiesto.
Regole di sicurezza quando si lavora con megaohmetri
La tensione minima generata dal dispositivo ai terminali di uscita è di 100 volt. Viene utilizzato per controllare l'isolamento di componenti elettronici e apparecchiature sensibili.
A seconda della complessità e del design delle apparecchiature elettriche, i megaohmetri utilizzano altre tensioni fino a 2,5 kV incluse. I dispositivi più potenti possono valutare l'isolamento di apparecchiature ad alta tensione di linee elettriche.
Tutti questi lavori richiedono il rigoroso rispetto delle regole di sicurezza e possono essere eseguiti solo da specialisti qualificati che hanno il permesso di lavorare sotto tensione.
I pericoli tipici creati dai megaohmmetri durante il funzionamento sono:
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alta tensione pericolosa ai terminali di uscita, cavi di prova, apparecchiature elettriche collegate;
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la necessità di prevenire l'azione del potenziale indotto;
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creando una carica residua sul circuito dopo aver eseguito la misurazione.
Quando si misura la resistenza di uno strato isolante, viene applicata un'alta tensione tra la parte in tensione e il circuito di terra o l'apparecchiatura di una fase diversa. Su cavi lunghi, linee elettriche, carica una capacità formata tra potenziali diversi. Qualsiasi lavoratore inetto con il proprio corpo può creare un percorso per scaricare questa capacità e ricevere lesioni elettriche.
Per escludere tali spiacevoli situazioni, prima di misurare con un megaohmetro, controllano l'assenza di potenziale pericoloso sul circuito e lo rimuovono dopo aver lavorato con il dispositivo secondo una tecnica speciale.
Ohmetri, megaohmmetri e metri discussi sopra funzionano a corrente continua, determinano solo la resistenza.
Strumenti di misura della resistenza in circuiti a corrente alternata
La presenza di un gran numero di diversi consumatori induttivi e capacitivi sia nelle reti elettriche domestiche che nella produzione, comprese le imprese energetiche, crea ulteriori perdite di energia dovute alla componente reattiva della resistenza elettrica totale. Da qui la necessità di una completa contabilità ed esecuzione di misurazioni specifiche.
Misuratori di resistenza ad anello di fase zero
Quando si verifica un guasto nel cablaggio elettrico, che porta ad un accorciamento del potenziale di fase a zero, si forma un circuito lungo il quale scorre la corrente di corto circuito. Il suo valore è influenzato dalla resistenza della sezione di cablaggio dalla posizione dell'errore alla sorgente di tensione. Determina l'entità della corrente di emergenza, che deve essere disattivata dagli interruttori automatici.
pertanto resistenza zero fase zero è necessario eseguire nel punto più remoto e, tenendo conto di esso, selezionare i valori degli interruttori automatici.
Per eseguire tali misurazioni, sono state sviluppate diverse tecniche basate su:
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caduta di tensione con: circuito scollegato e resistenza di carico;
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corto circuito con correnti ridotte da una fonte esterna.
La misurazione della resistenza di carico integrata nel dispositivo è accurata e conveniente. Per fare ciò, le estremità del dispositivo vengono inserite nella presa più lontana dalle protezioni.
Vale la pena prendere le misure in tutti i punti vendita.I misuratori moderni che lavorano su questo metodo mostrano immediatamente la resistenza del loop di fase zero sul loro tabellone.
Tutti i dispositivi considerati rappresentano solo una parte dei dispositivi per la misurazione della resistenza. Le imprese di ingegneria energetica gestiscono interi complessi di misurazione, che consentono di analizzare costantemente i valori mutevoli dei parametri elettrici su apparecchiature ad alta tensione complesse e di adottare misure urgenti per eliminare i malfunzionamenti che ne derivano.
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