METODE DE PUNTE IN CURENT CONTINUU SI IN CURENT ALTERNATIV

METODE DE PUNTE IN CURENT CONTINUU SI IN CURENT ALTERNATIV

1. Chestiuni de studiat

Måsurarea rezistentei electrice cu puntea simplå (Wheatstone). 1.1.1. Determinarea conditiilor de måsurare cu exactitate maximå. 1.1.2. Måsurarea rezistentei electrice a unor rezistori in conditii de exactitate maximå; determinarea incertitudinii de måsurare.

1.2. Måsurarea rezistentei electrice cu puntea dublå ( Thomson) .

1.3. Puntea de curent alternativ.

1.3.1. Principiul puntii de c.a. si montaje uzuale.

1.3.2. Realizarea experimentalå a unei punti de c.a.

1.3.3. Måsuråri cu puntea R,L,C de tip industrial.

2.Mod de experimentare

Functionarea puntilor, de c.c. sau c.a., se bazeazå pe metoda de zero, permitand måsurarea, cu exactitate ridicatå, a valorilor parametrilor elementelor de circuit (R,L,C) si a oricåror mårimi fizice convertibile in R,L,C.

Puntea simplå (Wheatstone) permite måsurarea cu exactitate ridicatå a rezis-tentelor electrice cu valori cuprinse intre 1010 Schema puntii este prezentatå in fig.1. Pentru determinarea valorii rezistentei necunoscute R_x se echilibreazå puntea, (curentul I_G =0). In aceastå situatie :

si

Fig.1. Schema de principiu a puntii Wheatstone

Dupå realizarea montajului, se alimenteazå puntea cu o tensiune continuå cu valori intre 24 V c.c., tinind cont de curentul maxim admisibil ce trece prin R_x

Se pregåteste galvanometrul, aducind spotul la zero si alegind deviatia sa de obicei la stinga pentru R=0 (acest lucru putind fi obtinut prin schimbarea polaritåtii sursei sau galvanometrului);

Se alege un raport a/b si se realizeazå echilibrarea pornind de la cea mai reduså treaptå de sensibilitate a galvanometrului (1/1000), sensibilitatea crescand panå la treapta 1/1;

Se regleazå rezistenta variabilå R pinå cand I_G = 0, pe pozitia de sensibilitate maximå a galvanometrului.

2.1.1.Se va måsura un rezistor de cu valorile raportului a/b indicate in tabelul 1.

Tabel 1

Se va calcula valoarea rezistentei si se va determina incertitudinea de måsu-rare, ca o eroare limitå:

unde R_i este eroarea intrinsecå:

cu : c - indicele clasei de exactitate a puntii

iar R_V - eroarea suplimentarå datoratå mårimilor de influentå (anexå)

Eroarea relativå se determinå ca:

Se va determina situata optimå privind exactitatea måsurarii si se va concluziona cå måsurarea trebuie realizatå intotdeauna cu un raport a/b care så asigure utilizarea tuturor decadelor rezistentei variabile R.

2.1.2. Se vor måsura toate rezistoarele indicate in laborator utilizand raportul a/b optim. Se va utiliza tot tabelul 1 pentru prelucrarea rezultatelor.

2.2. Schema de montaj pentru puntea dublå este prezentatå in fig.2.

Puntea dublå permite måsurarea rezistentelor de valori mici, deoarece, prin modul de conectare in circuit al rezistoarelor R_e si R_x, rezistentele de contact si rezistenta conductoarelor de legåturå sunt plasate intr-un circuit auxiliar, evitadu-se influenta lor asupra circuitului de måsurare. La echilibru, dacå este realizatå conditia rezultå:

Modul de lucru este asemånåtor cu cel prezentat la puntea simplå.

Se vor måsura: rezistenta electricå a unor sunturi, a unor ampermetre, ca si a unor conductoare metalice, pentru a se determina rezistivitatea materialelor respective.

Datele obtinute se noteazå in tabelul 2.

Tabel 2

Se va calcula valoarea rezistentei måsurate si incertitudinea de måsurare cu relatiile:

2. Puntile de curent alternativ au bratele formate din impedante, sursa de alimentare este de c.a. iar indicatorul de nul este pentru curent alternativ. Conditia generalå de echilibru este:

In fig.3 se prezintå douå montaje de punte de curent alternativ.

Fig.3 Punti de c.a.

Se va realiza montajul pentru puntea Maxwell-Wien si se vor måsura parametrii bobinei. Se vor da valori fixe rezistoarelor R si R si se vor varia, alternativ, R si C , panå la obtinerea indicatiei minime la indicatorul de nul IN.

Datele se trec in tabelul 3.

Tabel 3

Se vor efectua måsuråtori pentru determinarea parametrilor unor bobine si a unor condensatoare cu o punte RCL industrialå. Modul de lucru se va analiza in cadrul orelor de laborator.

Se vor måsura capacitåtile dintr-un lot de condensatoare de aceleasi valori, prelucrandu-se statistic rezultatele obtinute pe baza urmåtorilor parametrii:

valoarea medie: ,

dispersia: ,

abaterea standard:    .

Rezultatele måsuråtorilor se aranjeazå in ordine crescåtoare, intre x _min si x _max, si se calculeazå intervalul de grupare al claselor de date :

.

Dupå rotunjirea convenabilå a lui d se stabilesc clasele de date C:

unde x_cj sunt valorile centrale ale claselor de date, precum si frecventele relative (raportul dintre numårul de date din clasa respectivå si numårul total de date n care se prelucreazå). Se traseazå histograma frecventelor relative si prin unirea cu segmente de dreaptå a mijloacelor bazelor superioare ale dreptunghiurilor se obtine poligonul frecventelor relative.

3.Intrebåri recapitulative.

3.1. Determinati prin calcul conditia de echilibru la puntea simplå.

3.2. Cum se determinå eroarea limitå de måsurare la metode de punte?

3.3. Care este intervalul de måsurare al puntii simple si de ce?

3.4. Explicati de ce se pot måsura rezistente mici cu puntea dublå.

3.5. In ce conditii se obtin erori minime de måsurare?

3.6. Explicati modul de prelucrare statistic al rezultatelor unui lot de måsuråtori.

3.7. Determinati prin calcul conditiile de echilibru pentru puntile de curent alternativ prezentate in fig. 3.

ANEXÅ

Tabel A

Mårimea de Conditii de Clasa de Tolerante admise

influentå referintå exactitate pentru incercare

Temperatura 0,001 0,002 0,2 C

ambiantå 20 C 0,005. 0,05 0,5 C

0,1 10 1,0 C

Umiditatea

relativå 40 % 60 %

Tabel B

Mårimea de Clasa de Limitele interva- Erorile supli-

influentå exactitate lului de utilizare mentare in (%)

din eroarea intrinsecå

Temperatura 0,001 0,002 Valoarea de referintå

ambiantå 2 C

0,005 0,01 Valoarea de referintå

5 C 100 %

0,02 10 Valoarea de referintå

10 C

-------- ----- ------ -------- ----- ------ -------- ----- ------ -

Umiditatea

relativå 25 % 75 % 20 %

-------- ----- ------ -------- ----- ------ -------- ----- ------ --