Электротехника п?ні бойынша Электрлік кедергіні ?лшеу та?ырыбына д?ріс

Электротехника пәні бойынша «Электрлік кедергіні өлшеу» тақырыбына дәріс
Жоспар:
1.Өлшеу туралы
2.Электрлік кедергі
3.Меншікті кедергі
4.Кедергіні өлшеу әдістері
5.Резистордың кедергісін өлшеу
Өлшеу – адамның тәжірибелік әрекеттер теориясын біріктіретін табиғаттың адамға тағайындалған жолдарының бірі болып табылады. Ол ғылыми бөлімдердің бірі болып саналады, материалдық рессурстарды санау, өнімнің қажетті сапасын қамтамасыз ету, технологияны толығымен жетілдіру, өнімді автоматтандыру үшін және адам қызметінің көптеген басқа салалары үшін қызмет етеді. Адамзат тарихы дамуының барлық кезеңдері өлшеуді қолданумен дамып келді және оны қолданумен сипатталады, өлшеусіз ғылым саласында бірде-бір жаңалық ашу мүмкін емес.
Кез-келген өнімді өндіру бірнеше өлшеулер жүргізу арқылы жасалынады. Өлшеу арқылы өнімнің сапасына, өлшем бірліктеріне басқада қасиеттеріне қойылатын талаптар анықталады.
Өнімнің сапасының жетілуі де өндіріс орнындағы өлшеу ұмыстарының қаншалықты жоғары деңгейде ұйымдастырылғанан көрсетеді.
Кешенді өлшеу құралдары барлық өлшеу процедураларын тарату үшін арналған. Өлшеу процесіндегі ролі мен орындайтын функциялары бойынша жіктелуіне сәйкес, оларға өлшеу аспаптары мен қондырғылары, өлшеу жүйелері мен өлшеп-есептеу кешендері жатады.
Өлшеу аспаптары - өлшенетін физикалық шаманың мәнін оның өзгеру аралығы мен бақылаушыға тікелей қабылданатын өлшеу ақпараттарының сигналын өңдеу кезінде алу үшін арналған өлшеу құралы.
Немiс физигi HYPERLINK "http://sanatez.net/physics10/data/bio/ohm.html"Георг Симон Ом ток күшi тiзбектiң бөлiгiндегi кернеуге тура пропорционал екенiн тапты:
I~U .
Ол өткiзгiштi басқа өткiзгiшпен ауыстырғанда тiзбектегi кернеу дәл сондай, ал ток күшi өзгеше болатынын байқады. Демек, әр түрлi өткiзгiштер тiзбектегi ток күшiн әр түрлi шектейдi. Мұның нәтижелерiн былай жазуға болады:
 немесе  , (1)
мұндағы  -пропорционал коэффициентi, ол өткiзгiштердiң қасиетiне тәуелдi. Өткiзгiштiң тiзбектегi ток күшiн шектеу қасиетiн сипаттайтын шама кедергi деп атаймыз. Еркiн электрондардың кристалл торының иондарымен соқтығысуы өткiзгiш кедергiсiне себеп болады. (1) өрнек бойынша, ток күшi тiзбек бөлшегiндегi кернеуге тура пропорционал және сол бөлшектiң кедергiсiне керi пропорционал болады (1 сурет).

1-сурет
(1) формула тiзбектiң бөлiгi үшiн Ом заңын өрнектейдi.
Ом заңы бойынша өткiзгiш кедергiсi өткiзгiштiң ұштарындағы кернеудiң ток күшiне қатынасына тең:
. (2)
Халықаралық бiрлiктер жүйесiнде кедергi оммен (1 Ом) өлшенедi:
.

2-суретӨткiзгiштiң кедергiсi оның материалына және геометриялық өлшемдерiне тәуелдi. Ұзындығы l және көлденең қимасының ауданы S болатын өткiзгiштiң кедергiсi мынаған тең (2 сурет):
, (2)
мұндағы ρ -өткiзгiштiң меншiктi кедергiсi. 
Меншiктi кедергiнiң сандық мәнi берiлген материaлдан жасалған ұзындығы 1 метр және көлденең қимасының ауданы 1м2 болатын цилиндiрлiк өткiзгiштiң кедергiсiне тең.
Кедергіні тікелей өлшеу әдістері Тұрақты ток тізбегінің кедергісін тікелей өлшеу үшін омметр немесе мегомметрлер қолданылады. Омметрлер арқылы 0,1 Ом - 100 МОм аралықтағы кедергіні 1,5 -150 В кернеу кезінде өлшеуге болады. Мегомметрлер сымдардың және электротехникалық құрылығылар орамдарының оқшауламасының кедергісін 500-3000 В кернеу кезінде өлшеу үшін қолданылады. Омметрдің өлшеу принципі өлшенетін кедергіні үлгі ретіндегі кедергімен салыстыруға негізделген. Салыстыру магнитті электрлі жүйе аспабының көмегімен жүргізіледі.

1-сурет
Омметрдің үлгі ретіндегі кедергімен тізбектей (а) және параллель (б) жалғану схемалары
Омметрдің параллель жалғану схемасын аз кедергілерді өлшеу үшін ал тізбектей жалғану схемасын үлкен кедергілерді өлшеу үшін қолданады. Мегаомметрлерде магниттіэлектрлі жүйедегі логометрлік түрлендіргіштер қолданады, ал ток көзі ретінде тұрақты ток генераторын қолданады. Аспаптың схемасы 2- суретте көрсетілген.
Генератор шығысындағы кернеу аспатың көрсетуіне әсер етпейді, ол тек сынақтау кернеуін ғана көрсетеді.2 - сурет. Мегомметрмен өлшеу схемасы
Өлшеммен салыстыру әдістері арқылы өлшеу Өлшеммен салыстыру арқылы электр тізбегінің параметрлерін өлшеу әдісі кезінде өлшенетін шаманы өлшеммен, яғни өлшенетін шамамен бір аттас белгілі шамамен салыстыру принципіне негізделген.  Әртүрлі электрлік немесе электрлік емес шамаларды өлшеу үшін өлшенетін шаманы өлшеммен салыстыру әдісіне негізделіп жұмыс жасайтын өлшеу аспатары – көпірлік схемалар мен коменсаторлар қолданылады. Көпірлік схемалар резисторлар, конденсаторлардың және индуктивті орамдардың параметрлерін өлшеу үшін кеңінен қолданылады. Компенсаторлардың көмегімен айнымалы және тұрақты кернеулерін, электр қозғағыш күшін, кернеу мен байланысты өзгеретін басқада параметрлерді өлшеуге болады.Көпірлік схемалардың және компенсаторлардың кеңінен қолданылатын түрлері 1-кестеде көрсетілген.
Көпірлік схемалар түрі Өлшенетін параметр теңдеуі
1.Тұрақты ток көпірі

2.Аз кедергілерді өлшеуге арналған қосарланған көпір
11811038100
Rпр=0 ΔR=0 үшін
Көпір схемаларының кеңінен қолданылуы олардың көмегімен өлшеу нәтижесін жоғары дәлдікпен алуға болатындығы, жоғары сезімталдығы және әртүрлі шамаларды өлшеуге мүмкіндік беретіндігімен түсіндіріледі. Көпір схемалары құратын иықшалардың сипатына, көпірді қоректендіретін ток түріне байланысты көпірлер тұрақты және айнымалы ток көпірлері болып екіге бөлінеді. Көпірлік схемалардың және компенсаторлардың негізгі артықшылықтары мыналар:
өлшеуді өте жоғары дәлдікпен жүргізуі;
өлшеу тізбегінен қуат тұтынбайды;
өлшенетін шаманың өте кең аралықтағы мәндерін өлшеуге мүмкіндік береді;
жоғары сезімталдылығы.
Ток түріне байланысты көпірлер мен компенсаторлар айнымала немесе тұрақты ток тізбектері үшін арналған болуы мүмкін.