Электротехника

Электротехника

Евсюков А. А. Электротехника: Учеб. пособие для студентов физ. спец. пед. ин-тов.— М.: Просвещение, 1979.— 248 с. В пособии описаны линейные цепи переменного тока, трехфазные цепи, электрические измерения и приборы, трансформаторы, электрические машины переменного и постоянного токов, элементы автоматики, а также техника безопасности. Приведены основные правила работы в учебной электротехнической лаборатории. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1. ОДНОФАЗНЫЕ ЦЕПИ § 1.2. ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ЭДС § 1.3. ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ § 1.4. СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 1. 5. МЕТОД ВЕКТОРНЫХ ДИАГРАММ § 1.6. СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 1.7. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ § 1.8. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИНДУКТИВНОСТЬЮ § 1.9. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ § 1.10. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЕМКОСТЬЮ § 1.11. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКОЙ § 1.12. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ R, L И С. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ § 1.13. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ § 1.14. РЕЗОНАНС ТОКОВ § 1.15. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ § 1.16. ПРОВОДИМОСТЬ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ § 1.17. СИМВОЛИЧЕСКИЙ МЕТОД 2. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ § 1.19. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 1.20. СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДОЙ § 1.21. СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ § 1.22. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ ГЛАВА II. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ § 2.3. ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ § 2.4. ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ § 2.5. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2. 6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.7. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.8. ФЕРРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.9. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ВАТТМЕТРЫ § 2.10. ОДНОФАЗНЫЙ ФАЗОМЕТР § 2.11. ОДНОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ § 2.12. ОММЕТРЫ § 2.13. ЛОГОМЕТРЫ § 2.14. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.15. ДЕТЕКТОРНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.16. ШКОЛЬНЫЕ ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.17. ПОНЯТИЕ О ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ § 2.18. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 2.19. ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГИИ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 2.20. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ § 2.21. ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ГЛАВА III. ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3.2. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.3. ХОЛОСТОЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.4. РАБОЧИЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.5. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.6. ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3.7. КОНСТРУКЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ § 3. 8. АВТОТРАНСФОРМАТОР § 3.9. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ Глава IV. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. ВЫПРЯМИТЕЛИ 4.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ § 4.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ § 4.3. ТИРИСТОРЫ § 4.4. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 4.5. ПРИМЕНЕНИЕ ТИРИСТОРОВ ДЛЯ ВЫПРЯМЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА § 4.6. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ § 4.7. ПОНЯТИЕ ОБ ИНВЕРТОРАХ § 4.8. ФЕРРОРЕЗОНАНС В НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ § 4.9. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ § 4.10. ШКОЛЬНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ГЛАВА V. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 5.2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.3. СОЗДАНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМОЙ § 5.4. СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ. ТИПЫ ОБМОТОК СТАТОРА § 5.5. СКОЛЬЖЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 1.6. МАГНИТНЫЙ ПОТОК ЭДС И ТОКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.7. ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5. 8. АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОНТАКТНЫМИ КОЛЬЦАМИ § 5.9. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.10. ПУСК В ХОД АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.11. РЕВЕРСИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.12. ОДНОФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ § 5.13. ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.14. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.15. ЭДС СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.16. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ § 5.17. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.18. УПРОЩЕННАЯ ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.19. РАБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПАРАЛЛЕЛЬНО С СЕТЬЮ § 5.20. ОБРАТИМОСТЬ СИНХРОННЫХ МАШИН. ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.21. ПУСК И ОСТАНОВКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.22. ВЛИЯНИЕ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА РАБОТУ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ. СИНХРОННЫЙ КОМПЕНСАТОР § 5.23. РЕАКТИВНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ § 5.24. ПРИМЕНЕНИЕ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ГЛАВА VI. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6. 2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА. ТИПЫ ОБМОТОК ЯКОРЯ § 6.3. ЭДС И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.4. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ § 6.5. КОММУТАЦИЯ § 6.6. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.7. ОБРАТИМОСТЬ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА. ДВИГАТЕЛИ § 6.8. ДВИГАТЕЛЬ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.9. ДВИГАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.10. ДВИГАТЕЛЬ СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.11. КОЛЛЕКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВА VII. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ § 7.2. РЕЛЕ § 7.3. ДАТЧИКИ § 7.4. АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ § 7.5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ § 7.6. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ § 7.7. ТЕЛЕМЕХАНИКА § 7.8. КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ ГЛАВА VIII. ПРОИЗВОДСТВО, ПЕРЕДАЧА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ § 8.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ § 8.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ § 8.3. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ § 8.4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ ГЛАВА IX. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ ГЛАВА X. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ § 10.1. ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА § 10.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА § 10.3. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ § 10.4. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЗЕМЛЕНИЕ НА НЕЙТРАЛЬ (ЗАНУЛЕНИЕ) § 10.5. ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА И КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК § 10.6. ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ ПОРАЖЕННОМУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ § 10.7. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ В УЧЕБНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ ЛИТЕРАТУРА

Измерение действующих значений | Видео

Cмотри подробную информацию (описание, характеристики, cхемы и др.):

• НПСИ-ДНТВ нормирующий измерительный преобразователь действующих значений напряжения (до 500 В) и тока с сигнализацией
• НПСИ-ДНТН нормирующий измерительный преобразователь действующих значений напряжения (до 50 В) и тока с сигнализацией
• НПСИ-200-ДН, НПСИ-200-ДТ нормирующие преобразователи действующих значений напряжения и тока
• НПСИ-МС1 преобразователь мощности, действующих значений напряжения и тока, коэффициента мощности нагрузки пром. сети
• НПСИ-500-МС1 измерительный преобразователь параметров однофазной сети с интерфейсами RS-485 и USB
• НПСИ-500-МС3 измерительный преобразователь параметров трёхфазной сети с интерфейсами RS-485 и USB

Добрый день, уважаемые коллеги!

Задача измерения действующих значений  тока и напряжения в электрической сети очень распространена. Научно-производственная фирма “КонтрАвт” предлагает целый ряд измерительных преобразователей, которые позволяют производить эти измерения и преобразовывать измеренные значения в унифицированные сигналы. 

В конце видео мы приведем  перечень таких преобразователей. А сейчас мы сосредоточимся на обсуждении  ряда вопросов,  связанных с измерением этих величин.

Несмотря на распространенность и “привычность” этих параметров,  результат измерения сильно зависит от применяемого метода измерения,  а главное, от того, насколько этот метод соответствует  особенностям  измеряемых сигналов.  

Попробуем  в этом разобраться. 

Мы начнем с определения.

Определение действующих значений. 

Обсудим простейшие методы измерения действующих значений гармонических сигналов.

Основное внимание уделим методам измерения негармонических сигналов, которые реализованы в преобразователях НПФ “КонтрАвт” 

и укажем те факторы, которые влияют на точность измерения.

“Гармонические сигналы”

Когда говорят о сигнале в сети переменного тока 50 Гц, то обычно имеют в виду гармонический (синусоидальный) сигнал. (график гармонического сигнала) Это идеальный случай.

 

 

Само значение переменного сигнала редко представляет самостоятельный интерес на практике. Более интересным оказывается измерение некоторых определенных характеристик переменных сигналов, дающих представление о сигнале в целом. 

“Действующее значение”

Одним из таких обобщенных параметров, описывающим энергетические свойства переменного сигнала, его способность совершать работу, является “действующее значение сигнала” или по другому ”среднеквадратичное значение”.

 

Графики наглядно показывают, что измерительные преобразователи измеряют  и преобразуют не сам сигнал, а  характеризующий его параметр — действующее значение. 

Дадим  математическое  определение.

Действующее значение есть квадратный корень  из среднего значения квадрата сигнала. Усреднение проводится по времени за период переменного сигнала Т:

 

       

где — мгновенные значения напряжения и тока. 

Физический смысл действующего значения напряжения заключается в том, что оно соответствует такому постоянному напряжению, которое выделяет на активной нагрузке такое же тепло. Поэтому применяется еще термин «эффективное» значение. Таким образом, действующее значение позволяет сравнивать с энергетической точки зрения переменный сигнал с постоянным. 

 “Для гармонических сигналов“

 

Мы дали математическое определение  и выяснили физический смысл действующего значения.   

Рассмотрим теперь  метод его измерения  в частном случае гармонического (синусоидального ) сигнала. 

Действующие значения напряжения Uд и тока Iд для гармонического (синусоидального) сигнала можно математически рассчитать и установить связь  с амплитудами Um и  Im:

.

Отсюда сразу следует метод измерения действующего значение путем измерения амплитуды. 

Второй метод — измерение через средневыпрямленное значение. 

Средневыпрямленное значение — это среднее значение модуля сигнала:

     

Средневыпрямленные значения для гармонического сигнала выражаются через  их амплитуды следующими соотношениями:

Как видим, среднеквадратичные и средневыпрямленные значения линейно связаны между собой: 

Метод измерения действующего значения на основе средневыпрямленного весьма распространен, прежде всего, потому, что его реализация аналоговыми схемотехническими решениями достаточна проста.

“Несинусоидальные сигналы”

Недостаток этих двух методов измерения заключается в том, что они применимы  только для синусоидального  сигнала. На практике сигналы тока и  напряжения могут сильно  отличаться от  правильной синусоидальной формы.

Поэтому попытка измерения среднеквадратичного  значения негармонических сигналов с  помощью выпрямительных приборов приводит к большим погрешностям измерения. 

Почему форма  напряжения и тока в сети может отличаться от синусоидальной? 

Основная причина — применение нелинейных устройств в качестве нагрузки или управляющих элементов. На  графиках приведены эпюры напряжения для тиристорного регулятора, однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.

Это значит, что для измерения действующих значений  сигналов несинусоидальной формы необходимо применять методы измерений, позволяющие вычислять значения непосредственно по  формулам.

       

Про такие методы измерения говорят TRUE RMS.

Большую помощь в этом оказывают цифровые методы измерения  и обработки сигналов. Они позволяют проводить измерение действующих значений с высокой точностью и для сигналов несинусоидальной формы. 

Однако, и в этом случае есть некоторые особенности измерения, которые надо учитывать.  

Проблемы две и обе они вытекают из формулы для действующих значений:

1. Первая — это погрешности, связанные с численным интегрированием с конечным шагом дискретизации сигнала, особенно при наличии высших гармоник.
2. Вторая — частота в сети на практике может не совпадать с периодом усреднения

Рассмотрим как эти две проблемы решаются в измерительных преобразователях действующих значений напряжения и тока серии НПСИ, выпускаемых НПФ “КонтрАвт”

 “Особенности измерения ”

Итак первая проблема: Влияние  частоты дискретизации на точность вычисления интеграла.

Как мы говорили ранее, практический интерес представляет ситуация, когда измеряется действующее значение  напряжения (тока) сети  частотой 50 Гц, но форма сигнала не является чисто гармонической (синусоидальной).   Это означает в спектре сетевого напряжения будут присутствовать высшие гармоники, кратные 50 Гц.  

При цифровом интегрировании непрерывный интеграл заменяется суммой дискретных отсчетов, при этом точность интегрирования напрямую зависит от периода дискретизации Δt. 

В преобразователях НПСИ частота дискретизации составляет 10 кГц, а усреднение   производится на 4 периодах сетевого напряжения, то есть на интервале 80 мс.

При частоте дискретизации 10 кГц,  максимально допустимая  гармоника в спектре сетевого напряжения будет 20-ая, с частотой 1000 Гц. Для более высоких не хватает частоты дискретизации. 

При измерении действующих значений синусоидальных сигналов погрешность вычислений пропорциональна квадрату отношения интервала дискретизации к периоду гармоники (Δt/Тгарм)2. 

Для основной гармоники сетевого напряжения 50 Гц погрешность вычислений составляет всего 0,0025 % и ее можно не принимать в расчет. 

На частоте 500 Гц эта вычислительная погрешность составляет уже 0,25%, а на частоте максимально допустимой гармоники 1000 Гц (20 -ая гармоника) — погрешность 1 %.  

Для преобразователя НПСИ заявленная основная погрешность составляет 0.5%.  Поэтому, если в сети  присутствуют  только первые 7-8 гармоник, то преобразователи НПСИ будет измерять действующие значения без дополнительной погрешности,  При наличии более высоких гармоник  необходимо учитывать учитывать дополнительную погрешность.

Вторая особенность заключается в том, что частота в сети может отличаться от 50 Гц и на периоде усреднения укладывается не  целое число периодов. В результате  переменная составляющая не будет полностью обнуляться и измеренные  значения будут колебаться. Эти колебания могут рассматриваться как дополнительная погрешность измерения. 

Российскими стандартами установлено, что нормально допустимые и предельно допустимые отклонения частоты сети не должны превышать соответственно ± 0,2 Гц и ± 0,4 Гц. 

При отклонении частоты на 0,2 Гц от частоты 50 Гц возникают колебания результата  измерения порядка 0,4%. 

В связи с этим  одно важное замечание.  

Преобразователи НПСИ позволяют измерять  гармоники, кратные 50 Гц, вплоть до частоты 1000 Гц, но их нельзя применять для частот не кратных 50 Гц (например, 64 Гц). 

Аналогичная ситуация будет, если сигнал не является периодическим.

 

“Борьба с погрешностью”

Есть три основные причины, из-за которых возникают  флуктуации измеренных действующих значений. О первых двух мы только что рассказали: 

1. Погрешность измерения высших гармоник
2. Отклонение частоты от 50 Гц.
3. Наличие шумоподобных и импульсных помех.

Все три приводят к погрешности измерения.

Для борьбы с этими явлениями в преобразователях НПСИ можно  включить усреднение измеренных значений. Это простой и эффективный метод позволяет практически полностью исключить эти колебания, но его применение приводит к повышению инерционности измерения. Первичное усреднение происходит на интервале 80 мс при  измерении самого действующего значения. Кроме того, в преобразователях НПСИ предусмотрена дополнительная возможность усреднения с временами усреднения от 1 с до 50 с, но дополнительное усреднение может быть и отключено. 

Пользователю следует выбрать оптимальное соотношение погрешности и быстродействия.

 “Приборы НПСИ”

Вначале уже говорили, что НПФ “КонтрАвт” выпускает целый ряд измерительных преобразователей измерения и преобразования в  унифицированные сигналы тока и напряжения

Вот их перечень:

• НПСИ-ДНТВ (до 500 В), НПСИ-ДНТН (до 50 В), программируемые тип и диапазон измерения
• НПСИ-200-ДН (напряжение) и НПСИ-200-ДТ (ток) — фиксированные диапазоны  
• НПСИ-МС1 — ток, напряжение, мощность, 1 фаза,  программируемые
• НПCИ-500-МС1 ( 1 фаза) и НПСИ-500-МС3 (3 фаза) — ток, напряжения мощности, программируемые, RS-485

В этой линейке приборов есть преобразователи с программируемым  типом  и диапазоном измерения, есть с фиксированным преобразованием. Есть преобразователи, которые  измеряют всю совокупность параметров в одно- и трехфазной сети (действующие значения тока и напряжения, все виды мощности, частоту сети и ряд других параметры),  а также преобразуют их в токовые сигналы и передают  по интерфейсу RS-485.

Во всех реализован описанный метод измерения, позволяющий измерять периодические несинусоидальные сигналы с основной частотой 50 Гц с гармониками вплоть до 20 (частота 1000 Гц), а также  сигналы с постоянной составляющей (постоянные сигналы).  Дополнительное усреднение измеренных значений эффективно повышает точность  и стабильность измерения.  

“Завершение”

На этом мы заканчиваем обсуждение методов измерения действующих значений напряжения и тока.

 

 

Среднеквадратичная мощность

по сравнению со средней мощностью

© Аналоговые устройства Inc. Примечания по применению | 10 сентября 2021 г.

Вопрос: Должен ли я использовать единицы среднеквадратичной (среднеквадратичной) мощности для указания или описания мощности переменного тока, связанной с моим сигналом, системой или устройством?

Ответ: Это зависит от того, как вы определяете среднеквадратичную мощность. Вы не хотите вычислять среднеквадратичное значение формы сигнала мощности переменного тока. Это приводит к результату, который не имеет физического смысла. Вы используете среднеквадратичные значения напряжения и/или тока для расчета средней мощности, что дает значимые результаты. Обсуждение Какая мощность рассеивается, когда среднеквадратичное синусоидальное напряжение 1 В подается на резистор сопротивлением 1 Ом? Это хорошо известно1 и здесь нет спора. Теперь давайте посмотрим, как это соотносится со значением, полученным при расчете среднеквадратичной мощности. На рис. 1 показан график синусоиды с среднеквадратичным значением 1 В. Размах значения составляет 1 В (среднеквадратичное значение) × 2 √2 = 2,828 В с колебаниями от +1,414 В до –1,414 В.2 Рисунок 1. График синусоиды 1 В среднеквадратичного значения. / Рис. 2. График мощности, рассеиваемой синусоидой со среднеквадратичным значением 1 В на резисторе 1 Ом. Рисунок 2 представляет собой график мощности, рассеиваемой этой синусоидой 1 В (среднеквадратичное значение) на резисторе 1 Ом (P = V2/R), который показывает:

• Кривая мгновенной мощности имеет смещение 1 Вт и колеблется от 0 Вт до 2 Вт.
• Среднеквадратичное значение этой формы сигнала мощности составляет 1,225 Вт.

Одним из методов расчета этого числа является уравнение 2,3: Это можно проверить, используя более подробную формулу4 в MATLAB® или Excel.

• Среднее значение этого сигнала мощности составляет 1 Вт. Это очевидно при осмотре; сигнал симметрично колеблется выше и ниже 1 В. То же значение получается при вычислении среднего численного значения точек данных сигнала.
• Среднее значение мощности соответствует мощности, рассчитанной с использованием среднеквадратичного значения напряжения.

Мощность, рассеиваемая синусоидальным среднеквадратичным значением 1 В на резисторе 1 Ом, составляет 1 Вт, а не 1,225 Вт. Таким образом, именно средняя мощность дает правильное значение, и, следовательно, именно средняя мощность имеет физическое значение. Среднеквадратическая мощность (как определено здесь) не имеет очевидного полезного значения (нет очевидного физического/электрического значения), кроме как величина, которую можно рассчитать в качестве упражнения. Выполнение такого же анализа с использованием среднеквадратичного синусоидального тока 1 А через резистор сопротивлением 1 Ом является тривиальным упражнением. Результат тот же. Источники питания для интегральных схем (ИС), как правило, работают от постоянного тока, поэтому среднеквадратичная мощность не является проблемой для питания ИС. Для постоянного тока среднее значение и среднеквадратичное значение равно значению постоянного тока. Важность использования средней мощности, в отличие от среднеквадратичной мощности, как определено в этом документе, относится к мощности, связанной с изменяющимися во времени напряжением и током, то есть с шумом, радиочастотными сигналами и генераторами. Используйте среднеквадратичное значение напряжения и/или среднеквадратичного значения тока для расчета средней мощности, в результате чего получаются значимые значения мощности. использованная литература

1. Мощность, рассеиваемая напряжением на резисторе, представляет собой фундаментальное соотношение, которое легко вывести из закона Ома (V = IR) и основных определений напряжения (энергия/единица заряда) и тока (единица заряда/время). Напряжение × ток = энергия/время = мощность
2. Размах амплитуды синусоиды равен среднеквадратичному значению, умноженному на 2√2. Для синусоидального напряжения Vпик-пик = Vэфф. × 2√2, где Vпик-пик — размах напряжения, а Vэфф — среднеквадратичное напряжение. Это хорошо известное соотношение, описанное в бесчисленных учебниках, а также здесь: en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square.
3. Адаптировано из среднеквадратичного значения, рассчитанного из постоянного значения смещения постоянного тока плюс отдельное среднеквадратичное значение переменного тока, а также из примечаний по применению «Улучшайте измерения среднеквадратичного значения переменного тока с помощью цифрового мультиметра» компании Keysight.
4. Стандартное определение из учебника является одним из примеров более подробной формулы.

---

Об авторе: Дуг Ито (Doug Ito) — инженер-программист группы высокоскоростных АЦП в компании Analog Devices, Inc., Сан-Диего, Калифорния. Он получил степень бакалавра электротехники в Государственном университете Сан-Диего. Дуг является членом сообщества поддержки высокоскоростных АЦП EngineerZone® ADI. С ним можно связаться по адресу [email protected].

Saitama Murata Manufacturing закрывает дочерние предприятия Saitama Murata Manufacturing (ранее Toko, Inc.) закроет свою зарубежную дочернюю компанию Huacheng Toko Electronics 31 января 2023 года, а внутреннюю дочернюю компанию COILTEC — 30 апреля 2023 года.

Intel не отказалась от своих итальянских планов, но ничего не установлено После объявления о плане увеличения производства в Европе в марте прошлого года Intel сообщила агентству Reuters в пятницу, что Италия по-прежнему является перспективным кандидатом на строительство нового завода по производству чипов в Европе, но не единственным кандидатом.

Спонсируемый контент Cogiscan

Инструменты на базе искусственного интеллекта, которые произведут революцию в производстве электроники обеспечивая беспрецедентное повышение эффективности и производительности предприятия. В преддверии нового года производители электроники полны оптимизма и стремятся внедрить стратегии цифровизации на заводах для улучшения и оптимизации своей деятельности. Имея доступ к готовым к использованию инструментам для надлежащего преобразования данных в осязаемую и полезную информацию, предприятия по всему миру смотрят на 2023 год как на год, когда мечты об умных фабриках станут реальностью.

Infinite Electronics приобретает Bulgin Infinite Electronics приобрела Bulgin Ltd, британского разработчика и производителя разъемов и сопутствующих компонентов для приложений в суровых условиях.

Western Digital ведет переговоры о слиянии с Kioxia Сообщается, что производители чипов памяти Western Digital Corp и Kioxia Holdings ведут предварительные переговоры о возможном слиянии.

Wolfspeed с интересом смотрит на Германию Сообщается, что специалист по SiC планирует построить многомиллиардный завод по производству полупроводников в Германии.

Хавив Илан станет следующим генеральным директором Texas Instruments Компания Texas Instruments назначила Хавива Илана следующим президентом и генеральным директором компании с 1 апреля. Илан является ветераном TI с 24-летним стажем и сменит нынешнего генерального директора и президента Рича Темплтона, который уйдет с этих должностей, но останется руководителем компании. председатель.

Спонсорский контент Kerafol Keramische Folien

Хороший контакт между поверхностями как ключ к успешному терморегулированию 21 век ставит перед инженерами ряд новых задач. Гонка за созданием эффективных систем накопления энергии для возобновляемых ресурсов, миниатюризация силовых электронных компонентов с одновременным увеличением плотности энергии или погоня за более легкими и эффективными электромобилями заставляют изобретателей находить пути решения множества проблем. Один из них касается управления температурой создаваемых устройств. Теоретически всякий раз, когда в качестве побочного эффекта питаемого компонента выделяется тепло, оно должно рассеиваться. Существуют различные методы или системы охлаждения, но большинство из них требуют надлежащего соединения между горячим электронным компонентом, таким как полупроводники, и охлаждающей пластиной, которая отвечает за охлаждение устройства. Это пространство, где используются термоинтерфейсные материалы (ТИМ), которые отвечают за заполнение зазора, выравнивание неровностей на площади и отвод или распространение тепла к теплоносителю. Только хорошо охлажденное устройство может работать длительное время.

Как «золотой винт» меняет покупательское поведение Закупка компонентов была очень сложной в последние два года. Нехватка часто приводила к сбоям в работе производственных линий из-за отсутствия всего одного небольшого компонента. Такие «золотые винты» буквально были золотой жилой для брокеров.

Бывший финансовый директор Marvell переходит в AMD Финансовый директор и казначей AMD Девиндер Кумар уйдет из компании, а бывший финансовый директор Marvell Джин Ху присоединится к ней 23 января в качестве исполнительного вице-президента и главного финансового директора.

Navitas приобретает компанию Silicon Control IC Navitas Semiconductor достигла соглашения о приобретении у Halo Microelectronics оставшейся миноритарной доли в совместном предприятии по производству кремниевых управляющих ИС за 20 миллионов долларов США в акциях Navitas.

Встроенный компьютер Cincoze для роботов с визуальным управлением в интеллектуальных приложениях

Melexis инвестирует 70 млн евро в расширение производства в Малайзии Компания Melexis, поставщик полупроводниковых решений для микроэлектроники, сообщает, что в течение следующих пяти лет инвестирует 70 миллионов евро в расширение своего предприятия в Кучинге, Малайзия.

Teltonika планирует производить полупроводники в Литве Литовская группа по производству электроники объявляет о подписании соглашения о технологическом сотрудничестве на сумму 14 миллионов евро с Тайваньским научно-исследовательским институтом промышленных технологий (ITRI), чтобы помочь группе начать производство полупроводниковых микросхем в стране.

Amtech Systems приобретает Entrepix Amtech Systems приобрела Entrepix, Inc., специализирующуюся на химико-механической полировке (CMP) и очистке пластин.

Микроконтроллер RL78/G15 с низким энергопотреблением и наименьшим 8-контактным корпусом, доступным в семействе RL78.

COMh-caRP и COMh-ccAS: Kontron продвигает промышленные высокопроизводительные вычисления

Тахьюм и Каденс урегулировали судебный процесс Tachyum заявляет, что достиг мирового соглашения с Cadence Design Systems, Inc. по иску, поданному Tachyum еще летом 2022 года.

Emerson делает предложение о приобретении National Instruments Emerson представила предложение о приобретении NI по цене 53 доллара США за акцию наличными при предполагаемой стоимости предприятия в 7,6 миллиарда долларов США.

CML Microsystems приобретает Microwave Technology Компания CML Microsystems, разработчик полупроводников для смешанных сигналов, ВЧ и СВЧ, из Великобритании заключила окончательное соглашение о приобретении компании Microwave Technology, производящей полупроводники из Силиконовой долины, за 18 миллионов долларов США.

Analog Devices инвестирует 1 миллиард долларов в модернизацию своего завода в Орегоне Компания Analog Devices из Массачусетса намерена удвоить производственные мощности на своем предприятии по производству полупроводников недалеко от Бивертона, штат Орегон.

Wolfspeed назначает Элиф Балкас новым техническим директором Компания Wolfspeed повысила Элиф Балкас до должности главного технического директора, сменив на этом посту покойного доктора Джона Палмура, соучредителя Wolfspeed.

IQE ожидает, что спрос упадет в первой половине 2023 года По словам производителя составных полупроводниковых пластин IQE, в первой половине 2023 года на спрос со стороны текущих клиентов может повлиять сокращение запасов в отрасли в целом.

GlobalLogic откроет новые центры цифрового инжиниринга в Испании GlobalLogic Inc. планирует открыть новые инженерные центры по всей Испании. Об этом сообщил Нитеш Банга, президент и главный исполнительный директор GlobalLogic, во время встречи с премьер-министром Испании Педро Санчесом.

Smith открывает новый операционный центр в Сингапуре Независимый дистрибьютор электронных компонентов открывает новый дистрибьюторский центр в Сингапуре.

Artista M4 — новая платформа IIOT для приложений отображения с высоким разрешением с V-by-One

NI взвешивает варианты – не исключает продажи NI заявляет, что инициировала обзор и оценку стратегических вариантов — в консультации со своими финансовыми и юридическими консультантами — с намерением «раскрыть и максимизировать акционерную стоимость». Этот обзор будет включать потенциальную продажу компании.

Расширение на горизонте для Sourceability На прошлой неделе Evertiq сообщила, что инвестиционная компания CrowdOut Capital из Остина приобрела дистрибьютора электронных компонентов Sourceability у Zollner Elektronik AG в результате выкупа под руководством руководства. Evertiq обратился к Sourceability, чтобы узнать, какими могут быть ожидаемые эффекты.

Загрузить больше новостей

Калькулятор среднеквадратичного напряжения | Общие сигналы

С помощью этого калькулятора среднеквадратичного значения напряжения вы можете определить среднеквадратичное значение напряжения для различных сигналов. Среднеквадратичное значение напряжения дает нам единственное репрезентативное число для цепи переменного тока, а не постоянно меняющееся значение, что позволяет нам упростить расчет электрической мощности цепи.

В сопроводительном тексте этого калькулятора мы обсудим:

• Подробнее о среднеквадратичном напряжении;
• Как рассчитать среднеквадратичное значение напряжения; и
• Формула среднеквадратичного значения напряжения для различных форм сигналов.

Так что расслабьтесь, расслабьтесь и получайте удовольствие от изучения среднеквадратичного напряжения! ⚡

Какое среднеквадратичное значение напряжения?

Большинство домохозяйств работают с переменным напряжением, типом напряжения, которое постоянно чередует положительные и отрицательные значения, в отличие от постоянного напряжения, которое является постоянным и не меняется.

Когда мы хотим рассчитать электрическую мощность PPP цепи постоянного тока, мы можем добиться этого, просто умножив значения напряжения VVV и тока III следующим образом:

P=V⋅I\маленький P = V\cdot IP=V⋅I

💡 Вы можете проверить калькулятор электроэнергии и калькулятор ватт , чтобы продолжить чтение по этой теме!

Но если мы хотим сделать такой же расчет для цепи переменного тока, как нам это сделать? Какие значения напряжения и тока мы должны использовать? Решением этой проблемы является использование единых значений напряжения и тока, которые являются репрезентативными для цепи переменного тока. Это среднеквадратичное значение напряжения VRMSV_\text{RMS}VRMS​ и среднеквадратичное значение тока IRMSI_\text{RMS}IRMS​. Эти два символа можно рассматривать как типичные для сигнала переменного тока. Мы можем думать об этом как о постоянном эквиваленте цепи переменного тока.

Вы можете задаться вопросом , почему мы используем среднеквадратичные значения, а не средние. Несмотря на то, что среднее значение также может быть одним значением, представляющим цепь переменного тока, проблема возникает для некоторых сигналов, таких как синусоидальные, средние значения которых равны нулю, поэтому мы не можем вычислить мощность. Чтобы избежать этого, мы можем использовать среднеквадратичные значения тока и напряжения.

Если вы знакомы с определением RMS (среднеквадратичное значение), вы, возможно, помните, что мы можем вычислить RMS набора чисел nnn как квадратный корень из среднего квадрата значений: 92 \, dt}}VRMS​=T1​∫0T​v(t)2dt

​

где:

• VRMSV_\text{RMS}VRMS​ – среднеквадратичное напряжение, в вольтах;
• ТТТ – период сигнала;
• v(t)v(t)v(t) – кривая с непрерывным временем.

Наконец, чтобы найти электрическую мощность цепи переменного тока, мы умножаем среднеквадратичное значение напряжения и тока, в результате чего получается средняя мощность цепи переменного тока. Ознакомьтесь с калькулятором мощности переменного тока, чтобы узнать больше об электрической мощности в цепи переменного тока.

💡 Со значениями RMS вы можете использовать закон Ома. Посетите калькулятор закона Ома , если вы хотите узнать, как найти сопротивление цепи, используя этот закон.

Как рассчитать среднеквадратичное значение напряжения – формулы среднеквадратичного значения напряжения

Для описания сигнала можно использовать различные типы сигналов. Некоторые из наиболее распространенных форм волны включают синусоидальную, прямоугольную, треугольную и пилообразную форму . Мы можем применить общую формулу среднеквадратичного напряжения в каждом случае, чтобы найти среднеквадратичное значение напряжения VRMSV_\text{RMS}VRMS​. Давайте посмотрим, как найти среднеквадратичное напряжение для синусоиды v(t)=Vpsin⁡(t)v(t) = V_\text{p}\sin(t)v(t)=Vp​sin(t): 92}{\pi} \cdot \cfrac{\pi}{2}} \\ &= \sqrt{\cfrac{1}{2}} \V_\text{p} = \cfrac{\sqrt2}{2} \V_\text{p} \\[1.1em] &\приблизительно 0,7071 \V_\text{p} \end{split}VRMS​=T1​∫0T​(Vp​sin(t))2dt

​=π1​ Vp2​∫0π​sin(t)2dt

​=π1​ Vp2​(2t​ −4sin(2t)​)∣

∣​0π​

​=π Vp2​​⋅2π​

​=21​

​

Обратите внимание, что здесь мы интегрировали от нуля до π\piπ, что означает, что мы определили среднеквадратичное напряжение по пиковому значению напряжения VpV_\text{p}Vp​. В качестве альтернативы мы могли бы рассчитать среднеквадратичное значение напряжения по размаху VppV_{\text{pp}}Vpp​ или по среднему напряжению VavgV_{\text{avg}}Vavg​.

Для наиболее часто используемых сигналов нам не нужно интегрировать каждый раз, когда нам нужно найти среднеквадратичное значение напряжения; вместо этого мы используем соответствующую уже определенную формулу. Это простые выражения, которые мы собрали в таблице ниже. Здесь вы найдете среднеквадратичное значение прямоугольной волны, треугольной волны, среди прочего:

Форма волны	Среднеквадратичное значение напряжения
Синусоида	Vp/2V_\text{p}/\sqrt{2}Vp​/2​
	Vpp/(22)V_\text{pp}/(2\sqrt{2})Vpp​/(22​)
	πVavg/(22)\pi V_\text{avg}/(2\sqrt{2})πVavg​/(22​)
Прямоугольная волна	ВпВ_\текст{р}Вп​
	Vpp/2V_\text{pp}/2Vpp​/2
	VavgV_\text{avg}Vavg​
Треугольная волна	Vp/3V_\text{p}/\sqrt{3}Vp​/3​
	Vpp/(23)V_\text{pp}/(2\sqrt{3})Vpp​/(23​)
	πVavg/(23)\pi V_\text{avg}/(2\sqrt{3})πVavg​/(23​)
Пилообразная волна	Vp/3V_\text{p}/\sqrt{3}Vp​/3​
	Vpp/(23)V_\text{pp}/(2\sqrt{3})Vpp​/(23​)
	πVavg/(23)\pi V_\text{avg}/(2\sqrt{3})πVavg​/(23​)
Синусоида с однополупериодным выпрямлением	Вп/2В_\текст{п}/2Вп​/2
	Vpp/4V_\text{pp}/4Vpp​/4
	πVavg/2\pi V_\text{avg}/2πVavg​/2
Синусоида с двухполупериодным выпрямлением	Vp/2V_\text{p}/\sqrt{2}Vp​/2​
	Vpp/(22)V_\text{pp}/(2\sqrt{2})Vpp​/(22​)
	πVavg/(22)\pi V_\text{avg}/(2\sqrt{2})πVavg​/(22​)

Нужно ли включать напряжение смещения V0V_0V0​ в расчет среднеквадратичного значения напряжения? Для этого все, что нам нужно сделать, это добавить квадрат напряжения смещения к среднему значению квадратов амплитуды сигнала. Например, в случае синусоиды: 92}VRMS​=V02​+(2

​Vp​​)2

​

🙋 Если вы хотите узнать больше об электрических цепях, то вам следует взглянуть на калькулятор RC цепей или на Калькулятор цепи RLC !

Использование калькулятора среднеквадратичного значения напряжения

С помощью этого калькулятора среднеквадратичного значения напряжения вы можете найти среднеквадратичное значение для различных форм сигналов. Чтобы найти среднеквадратичное значение:

1. Выберите форму волны . Вы можете выбирать между синусоидальными, прямоугольными, треугольными и пилообразными волнами, а также полу- или полностью выпрямленными синусоидами.
2. Перейдите к выбору Характеристического напряжения осциллограммы. Вы можете выбрать пиковое напряжение (Vp)(V_\text{p})(Vp​), размах напряжения (Vpp)(V_\text{pp})(Vpp​) или среднее напряжение (Vavg) (V_\текст{среднее})(Vсреднее​).