Показания приборов различных систем в цепях несинусоидального тока

Стандартные электроизмерительные приборы (вольтметры и амперметры) (предназначены для измерения постоянного или синусоидального переменного токов. Приборы переменного тока отличаются друг от друга по принципу действия и измеряют различные физические величины, но все они проградуироваиы так, чтобы показывать действующее значение синусоидального тока или напряжения. В связи с этим, при попытке измерения несинусоидальных напряжений и токов, показания приборов различных систем могут резко различаться между coбой.

Рассмотрим напряжения или токи, измеряемые приборами различных систем.

Для измерения постоянных напряжений и токов применяются приборы магнитоэлектрической системы, которые реагируют на среднее значение функции за период.

Для измерения действующих значений напряжения или тока предназначаются приборы электромагнитной, электродинамической, тепловой систем, показания которых.

Электронные приборы (вольтметры) переменного тока по принципу действия делятся на две группы.

Приборы одной группы реагируют на среднее по модулю значение напряжения. Градуировка их соответствует действующему значению синусоидального напряжения. Как известно, действующее значение напряжения связано со средним по модулю посредством коэффициента формы (11.17).

Для синусоиды, поэтому показание такого вольтметра.

.

Приборы второй группы реагируют на пиковое (максимальное) значение измеряемой несинусоидальной величины проградуированы они таким образом, чтобы показывать действующее значение синусоидальной функции. В этом случае показание электронного вольтметра.

а) б) Рис. 11.3.

Решение

Постоянная составляющая напряжения отсутствует ввиду симметрии кривой относительно оси ординат (см.§ 11.2). Поэтому показание магнитоэлектрического вольтметра .

Действующее (среднеквадратичное) значение измеряемого напряжения равно 100 В, поскольку квадрат функции (рис. 11.36) равен 10 000. Следовательно, показания вольтметров электромагнитной, электродинамической, тепловой систем.

Среднее по модулю значение напряжения равно 100 В. Таким образом, электронный вольтметр, реагирующий на среднее по модулю напряжение, покажет.

Максимальное значение напряжения. Поэтому показание электронного пикового вольтметра.

Пример 11.8 иллюстрирует различие, показаний приборов в цепи несинусоидального тока. Действующие значения несинусоидального напряжения можно измерять приборами электромагнитной, электродинамической, тепловой систем, но не электронными вольтметрами. Более подробные измерения осуществляются анализаторами спектра, которые измеряют амплитуды гармонических составляющих несинусоидального напряжения.

Активные мощности в цепях несинусоидалыюго тока измеряются обычными ваттметрами.