background image

 

Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

1 z 5 

 

Instrukcja do ćwiczenia 2 

Dział – Pomiary wielkości elektrycznych. 

Temat: Pomiar prądu. 

Cel ćwiczenia: poznanie sposobu pomiaru prądu. 

I. 

Wprowadzenie 

Prądy  stałe  I  najczęściej  mierzy  się  elektronicznym  amperomierzem  analogowym  lub 
cyfrowym,  Przy  pomiarach  prądu  amperomierzem    analogowym  wartość  prądu  I

 

(w 

amperach) oblicza się ze wzoru: 

=

  

 

 

 

(2.1) 

 gdzie: α – wychylenie amperomierza, 
 

c

A

 – stała podziałki amperomierza, 

Stała  podziałki  amperomierza  c

A,

  określa  ile  amperów  przypada  na  jedną  działkę  

w mierniku.  
Jednostka stałej podziałki amperomierza jest A/dz. Stałą podziałki oblicza się ze wzoru: 

=

     

 

 

 

 

(2.2) 

gdzie:  I

N

 - jest znamionowym zakresem amperomierza wyrażonym w amperach, A;  

α

-  jest znamionową (maksymalną) liczbą działek amperomierza, wyrażoną w dz. 

Mierząc prąd miernikiem popełniamy błędy pomiarowe: 

Bezwzględny błąd pomiaru dla danego zakresu pomiarowego oblicza się ze wzoru:  

∆ = ±

  

 

 

 

 

(2.3) 

gdzie: kl - oznacza klasę dokładności zastosowanego amperomierza. 
Błąd bezwzględny wyrażony jest w A i stanowi stałą wartość pomiaru, zatem należy 
pamiętać o pomiarze wielkości bliskiej nastawionemu zakresowi. Uniknie się wtedy 
dużego błędu względnego. 
 
Względny błąd niepewność wyniku pomiaru prądu (wyrażona w procentach) w wa-
runkach znamionowych, wynosi: 

%

= ±

    

 

 

 

(2.4) 

Gdy w obwodzie jak na Rys. 2.1 płynie prąd  

=

  

 

 

 

 

(2.5) 

Jeśli podłączymy amperomierz w obwód (Rys.2.2) o rezystancji R

A

, to w obwodzie zmniejszy 

się prąd zgodnie z prazem Ohma, a jego wartość można obliczyć z poniższego wzoru:  

=

 

 

 

 

(2.6) 

Jeżeli  rezystancja  amperomierza  R

A

  jest  co  najmniej  1000  razy  mniejsza  niż  sumaryczna 

rezystancja  źródła  R

w

  i  odbiornika  R

o

,  czyli  gdy  1000R

A

  <  (Rw+Ro)  to  w  przemysłowych 

background image

 

Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

2 z 5 

 

pomiarach  prądu  można  pominąć 

błąd 

systematyczny  bezwzględny  spowodowany 

włączeniem amperomierza. 

 

Rys 2.1 Układ bez amperomierza 

Rys 2.2 Układ z amperomierzem. 

 

W  przypadku  stosowania  przyrządów  cyfrowych  dopuszczalny  błąd  bezwzględny 
niepewności pomiaru zależy od zakresu i wartości mierzonej. 

∆ = ±(|

| + |

|) 

 

 

 

(2.7) 

Gdzie: N

x

, N

z

 oznaczają wynik pomoru i nastawiony zakres, 

δ

x

  δ

oznaczają  względną  niepewność  przyrządu  wartości  mierzonej  i  wartości 

końcowej zakresu, 

Dopuszczalny względny błąd pomiarowy przyrządu cyfrowego oblicza się z wzoru: 

= ± 

 

 

 

 

 

(2.8) 

Pomiary  prądu  przemiennego  wykonuje  się  podobnie  jak  pomiary  prądu  stałego, 

jednak  przed  przystąpieniem  do  pomiarów  należy  określić,  jaka  miara  prądu  przemiennego 
ma być mierzona. Rozróżnia się następujące miary: 
• wartość skuteczna, 
• wartość średnia, 
• wartość szczytowa (maksymalna), 
• przebieg czasowy. 
 
Wartość  skuteczną  prądu  o  dowolnym  przebiegu  (sinusoidalnego  lub  odkształconego) 
można  mierzyć  za  pomocą  amperomierza  analogowego  lub  cyfrowego  o  charakterystyce 
kwadratowej, np. amperomierza elektrodynamicznego i elektromagnetycznego. Częstotliwość 
graniczna  amperomierzy  elektrodynamicznych  i  elektromagnetycznych  nie  przekracza  
3000  Hz.  Pomiary  małych  wartości  prądów  przemiennych,  10

6

-10

12

A  i  mniejszych: 

wykonuje  się  za  pomocą  amperomierzy  elektronicznych  analogowych  i  cyfrowych.  Prąd 
przemienny  o  dowolnie  dużej  wartości  mierzy  się  za  pomocą,  przekładnika  prądu 
przemiennego  i  amperomierza  o  zakresie  nominalnym  5  A.  Przy  dużej  odległości 
amperomierza od przekładnika prądowego należy zastosować przekładnik o wtórnym prądzie 
znamionowym 1A oraz amperomierz o prądzie znamionowym 1 A. 

 

 

 

 

R

w

 

I

R

o

 

 

 

R

w

 

I

R

o

 

 

 A 

R

A

 

background image

 

Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

3 z 5 

 

II.  Treść zadania. 

Przeprowadzić  pomiar  prądu  stałego  i  prądu  przemiennego  miernikami  analogowymi  
i cyfrowymi. Opracować wyniki pomiaru, obliczając błędy względne i bezwzględne pomiaru. 
Pomiar przeprowadź dla odpowiednich nastawień rezystorów R

1

 i R

2

Sposób postępowania: 

1. 

Zapoznać się z treścią zadania.  

2. 

Zapoznaj się z przyrządami i elementami używanymi w ćwiczeniu. 

3. 

Uzupełnij w sprawozdaniu wykaz elementów (wpisz numery seryjny, zakresy i dane 
znamionowe). 

4. 

Połącz układ pomiarowy zgodnie ze schematem. 

5. 

Dokonaj ustawienia elementów i zakresów pomiarowych. 

6. 

Zgłoś gotowość do wykonania pomiarów. 

7. 

Włącz zasilanie, dokonaj korekt ustawień (np. zakresu) i przejdź do odczytów. 

8. 

Zapisz w tabeli odczytane wielkości. 

9. 

Oblicz pozostałe wielkości tabeli(stalą podziałki miernika, wielkość wskazywana, 
błędy pomiarowe zapisz granice zmian napięcia mierzonego). 

10. 

Do obliczeń użyj arkusza kalkulacyjnego. 

11. 

Wyłącz układ i dokonaj modyfikacji układu. 

12. 

Powtarzaj działania od punktu 4 do punktu 10.  

13. 

Rozłącz układ i posprzątaj stanowisko. 

14. 

Wyciągnij wnioski i wpisz je do sprawozdania. 

15. 

Wyślij sprawozdanie na serwer. 
 

III. Sprawozdanie z przeprowadzonego ćwiczenia. 

1.  Schemat układu pomiarowego  

a)  Układ dla miernika analogowego, 

 

b)  Układ dla miernika analogowego, 

 

c)  Układ dla miernika cyfrowego, 

 

d)  Układ dla miernika cyfrowego, 

 

background image

 

Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

4 z 5 

 

2.  Wykaz elementów  

Rezystor R

1

 – typ.  

I

N

=

 

R

N

Rezystor R

2

- typ.  

I

N

=

 

R

N

Rezystor R

0

- typ.  

I

N

=

 

R

N

Amperomierz:  

1.  . 
2.  . 
3.  . 

 

3.  Tabela pomiarowa. 

 

a)  Tabela pomiarowa do pomiaru prądu stałego miernikiem analogowym  

R

1

 

R

2

   I

N

 

α

c

α 

Δ

Δ

I% 

I ±Δ

 

 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)  Tabela pomiarowa do pomiaru prądu stałego miernikiem cyfrowym. 

R

1

 

R

2

  

I

N

 

Δ

I

 

Δ

I%

 

U±Δ

I

 

 

 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 

background image

 

Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

5 z 5 

 

c)   Tabela pomiarowa do pomiaru prądu przemiennego miernikiem analogowym. 

R

1

 

R

2

  

I

N

 

α

c

α 

Δ

Δ

I% 

I ±Δ

 

 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d)  Tabela pomiarowa do pomiaru prądu przemiennego miernikiem cyfrowym. 

R

1

 

R

2

  

I

N

 

Δ

I

 

Δ

I%

 

U±Δ

I

 

 

 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

[ ] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  Obliczenia  

 

 

5.  Uwagi i wnioski