8-7. Измерение сопротивлений

а) Мост для измерений сопротивлений

Мерой электрического сопротивления служит образцовая катушка сопротивления. Набор катушек сопротивлений, соединенных по определенной схеме, заключенный в общий кожух, называется магазином сопротивлений (рис. 8-27).

Рис. 8-27. Рычажный пятикатушечиый магазин сопротивлений.

Рис. 8-28. Мост для измерений сопротивлений.

Магазины бывают штепсельные и рычажные, у первых катушки переключаются штепселями, у вторых рычажными переключателями. В пятикатушечном рычажном магазине сопротивлений — в пятикатушечной декаде (рис. 8-27) сопротивление можно изменять от 0 до 9 Ом ступенями по 1 Ом. Аналогичные декады изготовляются на сопротивления 0,9; 9; 90; 900; 9 000 Ом и выше.

Мост для измерений сопротивлений (рис. 8-28) состоит из трех плеч — трех магазинов сопротивлений , которые вместе с четвертым плечом - измеряемым сопротивлением образуют замкнутый контур АГБВ.

К точкам ВГ присоединяется источник питания, а к точкам АБ — гальванометр.

Регулировкой сопротивлений получают нулевое отклонение гальванометра. В этом случае (уравновешенного моста) потенциалы точек А и Б одинаковы, следовательно, или Разделив почленно одно равенство на другое, получим:

откуда

(8-23)

По полученной формуле (8-23) подсчитывается искомое сопротивление.

Если сопротивления трех плеч моста и напряжение питания неизменны, то показания гальванометра зависят только от сопротивления Это позволяет на шкале гальванометра нанести значения искомого сопротивления или величины, от которой оно зависит, например температуры. Такие мосты называются неуравновешенными.

б) Измерение сопротивлений амперметром и вольтметром

Разделив показания вольтметра на показание амперметра (рис. 8-29), найдем величину сопротивления

которая больше действительной величины сопротивления так как в этом случае вольтметр измеряет сумму напряжений на сопротивлении и на амперметре

Рис. 8-29. Схема соединения для измерений сопротивлений амперметром и вольтметром (для больших сопротивлений).

Рис. 8-30. Схема соединения для измерений сопротивлений амперметром и вольтметром (для меньших сопротивлений).

Если сопротивление значительно больше сопротивления то погрешность измерения не велика.

Частное от деления показания вольтметра на показание амперметра (рис. 8-30) дает величину сопротивления

которая меньше действительной величины сопротивления так как в этом случае амперметр измеряет сумму токов в сопротивлении , и в вольтметре . Если сопротивление значительно меньше то погрешность не велика.

в) Омметры

Приборы для непосредственного измерения сопротивлений называются омметрами или мегомметрами.

Они делятся на две группы: омметры, показания которых зависят от напряжения источника питания, и омметры, показания которых не зависят от напряжения источника питания. Как первые, так и вторые могут иметь две измерительные схемы — последовательную и параллельную.

Омметр первой группы с последовательной схемой (рис. 8-31) представляет собой магнитоэлектрический измеритель с добавочным сопротивлением последовательно с которым включается измеряемое сопротивление . Омметр имеет самостоятельный источник питания — батарею сухих элементов.

При разомкнутой кнопке k ток в измерителе

где — постоянная по току измерителя.

Из (8-24) следует, что угол поворота подвижной части

Сопротивление постоянно. Если отношение также будет постоянным, то угол а будет зависеть только от измеряемого сопротивления и на шкале омметра можно нанести его значения.

Рис. 8-31. Последовательная схема омметра, показания которого зависят от напряжения источника питания.

Для поддержания неизменным отношения при изменении напряжения источника питания необходимо регулировать величину что достигается изменением магнитной индукции в воздушном зазоре измерителя магнитным шунтом. Магнитный шунт — это стальная пластина, которую поворотом винта приближают или удаляют от полюсных башмаков измерительного механизма (рис. 8-1).

Для регулировки величины при подключенных батарее и сопротивлении замкнув кнопку К, изменяют положение магнитного шунта до тех пор, пока стрелка омметра не установится на нуль шкалы.

Рис. 8-32. Параллельная схема омметра, показания которого зависят от напряжения источника питания.

Рис. 8-33. Измерительный механизм логометра.

Разомкнув кнопку, отсчитывают на шкале значение измеряемой величины.

На рис. 8-32 дана другая — параллельная схема того же омметра, в которой измеряемое сопротивление соединяется параллельно измерителю. Можно доказать, что при постоянной величине и неизменном отношении угол поворота подвижной части будет однозначно зависеть от измеряемого сопротивления.

Омметры второй группы имеют магнитоэлектрический измеритель с двумя рамками на одной оси (рис. 8-33). Ток к рамкам подводится при помощи ленточек, не создающих противодействующих моментов.

Токи в рамках направлены противоположно, так что от взаимодействия их с полем магнита создаются два момента, направленные в разные стороны. Разность этих моментов вызывает поворот подвижной части на угол, при котором моменты взаимно уравновешивают друг друга.

Угол поворота подвижной части определяется отношением токов в рамках, т. е.

Измерительные механизмы, угол поворота которых зависит от отношения токов, называются логометрами.

Одна параллельная ветвь омметра логометра (рис. 8-34) состоит из рамки и измеряемого сопротивления другая ветвь — из второй рамки и добавочного сопротивления

Приняв во внимание, что токи в параллельных ветвях распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям, можно написать:

Так как неизменно, то угол поворота зависит от величины измеряемого сопротивления.

Источником питания обычно служит магнитоэлектрическая машина, расположенная в кожухе омметра, приводимая во вращение от руки.

Рис. 8-34. Схема омметра — логометра.

г) Измерение сопротивления изоляции

Изоляция установки относительно легко подвергается изменению, поэтому сопротивление изоляции установки необходимо периодически измерять.

Согласно правилам устройстваэлектроустановок (ПУЭ):

а) испытание сопротивления изоляции, осветительных и силовых электропроводок производится мегомметром напряжениём 1 000 В;

б) наименьшее сопротивление изоляции допускается 0,5 МОм;

в) сопротивление изоляции при снятых плавких вставках (или при отключенных защитных аппаратах) измеряется на участке между смежными предохранителями или за последним предохранителем (или аппаратом защиты), между любым проводом и землей, а также между двумя проводами.

Для измерения сопротивления изоляции сети, не находящейся под рабочим напряжением, один зажим мегомметра, помеченный буквой Л, присоединяют к испытуемому проводу, а второй зажим его, помеченный буквой 3, соединяют с землей (рис. 8-35).

Вращая рукоятку мегомметра с номинальной скоростью, отсчитывают на шкале значение измеряемого сопротивления.

Присоединив зажим мегомметра Л к второму проводу, аналогично определяют сопротивление изоляции второго провода относительно земли.

Рис. 8-35. Схема для измерения сопротивления изоляции провода относительно земли.

Рис. 8-36. Схема для измерения сопротивления изоляции между проводами.

Для измерения сопротивления изоляции между двумя проводами к ним присоединяют два зажима мегомметра Л и 3 (рис. 8-36). Аналогично производится измерение сопротивления изоляции электрических машин и аппаратов.