ВИМІР ЕЛЕКТРИЧНИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Електричний опір постійному струму є основним параметром резисторів. Воно також служить важливим показником справності і якості дії багатьох інших елементів електрорадіоцепей - сполучних проводів, комутуючих пристроїв, різного роду котушок і обмоток і т. Д. Можливі значення опорів, необхідність вимірювання яких виникає в радіотехнічної практиці, лежать в широких межах - від тисячних часток ома і менш (опору відрізків провідників, контактних переходів, екранування, шунтів і т. п.) до тисяч мего і більш (опору ізоляції і витоку конденсаторів, поверхневе і про б'ёмное опору електроізоляційних матеріалів і т. п.). Найбільш часто доводиться вимірювати опору середніх значень - приблизно від 1 Ом до 1 МОм.
Основними методами вимірювання опорів постійному струму є: непрямий метод (із застосуванням вимірників напруги і струму); метод безпосередньої оцінки за допомогою омметрів і мегомметрів; бруківці метод. При проведенні вимірювань на змінному струмі буде визначатися повний опір електричних ланцюгів або їх елементів, що містить активну і реактивну складові. Якщо частота змінного струму не велика (область низьких частот) і в ланцюга, переважають елементи активного опору, то результати вимірювань можуть виявитися близькими до отримуваних при вимірах на постійному струмі.
При відсутності спеціальних приладів наближене уявлення про порядок електричних опорів ланцюгів і елементів можна отримати за допомогою найпростіших індикаторних пристроїв - електричних пробників.
Якщо вимір опорів резисторів (чи інших параметрів електрорадіодеталей) проводиться безпосередньо в монтажі будь-якої установки, необхідно попередньо переконатися, що джерела живлення відключені, високовольтні конденсатори розряджені, а паралельно перевіряється деталі не приєднані інші елементи, що можуть вплинути на результати вимірювань.
Вимірювання електричного опору
Вимірювання методом амперметра і вольтметра. Опір будь-якої електричної установки або ділянки електричного кола можна визначити за допомогою амперметра і вольтметра, користуючись законом Ома. При включенні приладів за схемою рис. 339, а через амперметр проходить не тільки вимірюваний струм Ix. але і ток Iv. протікає через вольтметр. Тому опір
П ри включенні приладів за схемою рис. 339, б вольтметр буде вимірювати не тільки падіння напруги Ux на певному опорі, а й падіння напруги в обмотці амперметра UA = IRА. Тому
У тих випадках, коли опору приладів невідомі і, отже, не можуть бути враховані, потрібно при вимірюванні малих опорів користуватися схемою рис. 339, а, а при вимірюванні великих опорів - схемою рис. 339, б. При цьому похибка вимірювань, яка визначається в першій схемі струмом Iv. а в другій - падінням напруги UА, буде невелика в порівнянні зі струмом Ix і напругою Ux.
Вимірювання опорів електричними мостами. Мостова схема (рис. 340, а) складається з джерела живлення, чутливого приладу (гальванометра Г) і чотирьох резисторів, що включаються в плечі моста: з невідомим опором Rx (R4) і відомими опорами R1, R2, R3, які можуть при вимірах змінюватися . Прилад включають в одну з діагоналей моста (вимірювальну), а джерело живлення - в іншу (що живить).
Опору R1 R2 і R3 можна підібрати такими, що при замиканні контакту В показання приладу будуть дорівнюють нулю (в та-
Мал. 339. Схеми для вимірювання опору методом амперметра і вольтметра
кому разі прийнято говорити, що міст урівноважений). При цьому невідоме опір
У деяких мостах відношення плечей R1 / R2 встановлено постійним, а рівновага моста досягається тільки підбором опору R3. В інших, навпаки, опір R3 постійно, а рівновага досягається підбором опорів R1 і R2.
Вимірювання опору мостом постійного струму здійснюється наступним чином. До зажимів 1 і 2 приєднують невідоме опір Rx (наприклад, обмотку електричної машини або апарату), до затискачів 3 і 4 - гальванометр, а до затискачів 5 і 6 - джерело живлення (сухий гальванічний елемент або акумулятор). Потім, змінюючи опору R1, R2 і R3 (в якості яких використовують магазини опорів, що перемикаються відповідними контактами), домагаються рівноваги моста, яке визначається по нульову відмітку гальванометра (при замкнутому контакті В).
Існують різні конструкції мостів постійного струму, при використанні яких не потрібно виконувати обчислення, так як невідоме опір Rx відраховують за шкалою приладу. Змонтовані в них магазини опорів дозволяють вимірювати опору від 10 до 100 000 Ом.
При вимірі малих опорів звичайними мостами опору сполучних проводів і контактних з'єднань вносять великі похибки в результати вимірювання. Для їх усунення застосовують подвійні мости постійного струму (рис. 340, б). У цих мостах дроти, що сполучають резистор з вимірюваним опором Rx і деякий зразковий резистор з опором R0 з іншими резисторами моста, і їх контактні з'єднання виявляютьсявключеними послідовно з резисторами відповідних плечей, опір яких встановлюється не менше 10 Ом. Тому вони практично не впливають на результати вимірювань. Провід ж, що з'єднують резистори з опорами Rx і R0, входять в ланцюг харчування і не впливають на умови рівноваги моста. Тому точність вимірювання малих опорів досить висока. Міст виконують так, щоб при регулюванні його дотримувалися наступні умови: R1 = R2 і R3 = R4. В цьому випадку
Подвійні мости дозволяють виміряти опору від 10 до 0,000001 Ом.
Якщо міст не урівноважений, то стрілка в гальванометрі буде відхилятися від нульового положення, так як струм вимірювальної діагоналі при незмінних значеннях опорів R1, R2, R3 і е. д. з. джерела струму буде залежати тільки від зміни опору Rx. Це дозволяє проградуювати шкалу гальванометра в одиницях опору Rx або будь-яких інших одиницях (температура, тиск та ін.), Від яких залежить цей опір. Тому неврівноважений міст постійного струму широко використовують в різних пристроях для вимірювання неелектричних величин електричними методами.
Застосовують також різні мости змінного струму, які дають можливість виміряти з великою точністю індуктивності і ємності.
Вимірювання омметром. Омметр є міліамперметр 1 з магнітоелектричним вимірювальним механізмом і включається послідовно з вимірюваним опором Rx (рис. 341) і додатковим резистором RД в ланцюг постійного струму. При незмінних е. д. з. джерела і опору резистора RД струм в ланцюзі залежить тільки від опору Rx. Це дозволяє отградуировать шкалу приладу безпосередньо в Омасі. Якщо вихідні затискачі приладу 2 і 3 замкнуті накоротко (див. Штриховую лінію), то струм I в ланцюзі максимальний і стрілка приладу відхиляється вправо на найбільший кут; на шкалі цьому відповідає опір, рівний нулю. Якщо ланцюг приладу розімкнути, то I = 0 і стрілка знаходиться на початку шкали; цим положенням відповідає опір, рівний нескінченності.
Живлення приладу здійснюється від сухого гальванічного елемента 4, який встановлюється в корпусі приладу. Прилад буде давати правильні свідчення тільки в тому випадку, якщо джерело струму має незмінну е. д. з. (Таку ж, як і при градуюванні шкали приладу). У деяких Омметром є два або кілька меж вимірювання, наприклад від 0 до 100 Ом і від 0 до 10 000 Ом. Залежно від цього резистор з вимірюваним опором Rx підключають до різних затискачів.
Вимірювання великих опорів Мегаомметр. Для вимірювання опору ізоляції найчастіше застосовують мегаомметри магнітоелектричної системи. В якості вимірювального механізму в них використаний логометр 2 (рис. 342), показання кото рого
не залежить від напруги джерела струму, що живить вимірювальні ланцюга. Котушки 1 і 3 приладу знаходяться в магнітному полі постійного магніту і підключені до загального джерела живлення 4.
Послідовно з однією котушкою включають додатковий резистор Rд. в ланцюг інший котушки - резистор опором Rx.
Як джерело струму зазвичай використовують невеликий генератор 4 постійного струму, званий індуктором; якір генератора приводять в обертання рукояткою, з'єднаної з ним через редуктор. Індуктори мають значні напруги від 250 до 2500 В, завдяки чому мегаомметром можна вимірювати великі опору.
При взаємодії протікають по котушок струмів I1 і I2 з магнітним полем постійного магніту створюються два протилежно спрямованих моменту М1 і М2, під впливом яких рухома частина приладу і стрілка будуть займати певне положення. Як було показано в § 100, положення рухомої
Мал. 343. Загальний вигляд мегаомметра (а) і його спрощена схема (б)
частини логометра залежить від ставлення I1 / I2. Отже, при зміні Rx буде змінюватися кут. відхилення стрілки. Шкала мегаомметра градуюється безпосередньо в кілоомах або мегаомах (рис. 343, а).
Щоб виміряти опір ізоляції між проводами, необхідно відключити їх від джерела струму (від мережі) і приєднати один провід до клеми Л (лінія) (рис. 343, б), а інший - до затиску 3 (земля). Потім, обертаючи рукоятку індуктора 1 мегаомметра, визначають за шкалою логометра 2 опір ізоляції. Наявний в приладі перемикач 3 дозволяє змінювати межі вимірювання. Напруга індуктора, а отже, частота обертання його рукоятки теоретично не впливають на результати вимірювань, але практично рекомендується обертати її більш-менш рівномірно.
Під час вимірювання опору ізоляції між обмотками електричної машини від'єднують їх один від одного і з'єднують одну з них із затискачем Л, а іншу з затискачем 3, після чого, обертаючи рукоятку індуктора, визначають опір ізоляції. Під час вимірювання опору ізоляції обмотки відносно корпусу його з'єднують із затискачем 3, а обмотку - з затискачем Л.