ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ
1.1. Вольтметр класса точности 1,0 с пределом измерения 300 В, имеющий максимальное число делений 150, поверен на отметках 30, 60, 100, 120 и 150 делений, при этом абсолютная погрешность в этих точках составила 1,8; 0,7; 2,5; 1,2 и 0,8 В. Определить, соответствует ли прибор указанному классу точности, и относительные погрешности на каждой отметке.
Решение. Вольтметр класса точности 1 ,0 с пределом измерения 300 В имеет наибольшую абсолютную погрешность 3 В. Так как значение абсолютной погрешности на всех поверяемых отметках менее 3 В, то прибор соответствует классу точности 1,0.
Относительные погрешности: 
1.2. Необходимо измерить ток потребителя в пределах 20 — 25 А. Имеется микроамперметр с пределом измерения 200 мкА, внутренним сопротивлением 300 Ом и максимальным числом делений 100. Определить сопротивление шунта для расширения предела измерения до 30 А и определить относительную погрешность измерения на отметке 85 делений, если класс точности прибора 1,0.
Решение. Необходимо вначале определить коэффициент шунтирования: 
. Тогда 
. Определим показание амперметра, соответствующее 85 делениям, для чего цену деления 0,3 А/дел умножим на число делений 85, тогда прибор покажет I = 25,5 А. Относительная погрешность в этой точке DImax = 0,3А.
1.3. В сеть переменного тока через трансформатор тока 100 / 2,5 А и трансформатор напряжения 600 / 150 В включены амперметр, вольтметр и ваттметр, которые показали соответственно 100, 120 и 88 делений. Пределы измерения приборов следующие: амперметр – 3 А, вольтметр – 150 В, ваттметр – по току 2,5 А, по напряжению 150 В. Все приборы класса точности 0,5 имеют максимальное число делений 150. Определить полную потребляемую сетью мощность, ее полное сопротивление и коэффициент мощности; наибольшую абсолютную и относительную погрешность измерения полного сопротивления, учитывая класс точности приборов.
Решение. Определяем цену деления каждого прибора как отношение предела измерения к максимальному числу делений. Для амперметра цена деления 0,02 А/дел, для вольтметра – 1 В/дел, для ваттметра – 2,5 Вт/дел.
Тогда показания приборов: I = 0,02 × 100 = 2A; U = 1 × 120 = 120 B; P = 2,5 × 88 = 220 Вт.
Коэффициенты трансформации КI = I1ном / I2ном = 100 / 2,5 = 40; КU = U1ном / U2ном = 600 / 150 = 4.
Тогда ток, напряжение и активная мощность сети:
,
,
кВт.
Полную мощность, потребляемую сетью, определяем через ток и напряжение:
кВА.
.
Полное сопротивление сети
Ом.
Наибольшее значение полного сопротивления
Ом,
откуда абсолютная погрешность
Ом.
Относительная погрешность измерения
%.
1.4. Методом амперметра и вольтметра измеряется сопротивление по схеме рис. 8.2,а. Показания амперметра и вольтметра были следующие: U = 4,8В, I = 0,15А. Приборы имеют класс точности 1,0 и пределы измерения Iпр = 250 мА, Uпр = 7,5 В. Определить измеряемое сопротивление, наибольшую абсолютную и относительную погрешности измерения.
Решение. Измеряемое сопротивление 
Ом. Наибольшая абсолютная погрешность вольтметра и амперметра соответственно с указанными пределами и классом точности 1,0 
В; 
А. Наибольшее значение измеряемого сопротивления с учетом класса точности применяемых приборов 
Ом. Тогда относительная погрешность измерения 
%.
1.5. Паспортные данные счетчика электрической энергии: 220 В, 10 А, 1 кВт×ч – 640 оборотов диска. Определить относительную погрешность счетчика и поправочный коэффициент, если он был проверен при номинальных значениях тока и напряжения и за 10 мин. сделал 236 оборотов.
Решение. Определяем номинальную и действительную постоянные счетчика:
Вт×с/об;
Вт×с/об.
Поправочный коэффициент счетчика 
.
Относительная погрешность счетчика 
%.
1.6. Вторичная обмотка трансформатора тока ТКЛ-3 рассчитана на включение амперметра с пределом измерения 5 А. Класс точности приборов 0,5. Определить номинальный ток в первичной цепи и в амперметре, погрешности измерения приборов, если коэффициент трансформации КI = 60, а ток первичной цепи I1 = 225 А.
Решение. Используя коэффициент трансформации, определим номинальный ток первичной цепи трансформатора тока. В соответствия с ГОСТ на трансформаторы тока данный трансформатор имеет номинальный ток вторичной обмотки I2ном = 5 А, тогда 
. откуда номинальный ток первичной обмотки 
. При токе 300 А амперметр должен отклониться на всю шкалу, при токе в первичной обмотке I1 = 225 А, ток амперметра 
. Относительная погрешность измерения тока амперметром 
. Абсолютная погрешность измерения тока амперметром 
. Абсолютная погрешность трансформатора тока 
. Общая абсолютная погрешность измерения 
. Относительная погрешность измерения 
1.7. Вольтметр на 100 В со шкалой, на 100 делений, подсоединен ко вторичной обмотке трансформатора напряжения НОСК-6-66 (U1 = 6000 В). Определить напряжение сети, если стрелка вольтметра остановилась на 95-м делении. Определить погрешности при измерении приборами первого класса точности.
Решение. По данным трансформатора напряжения определяем коэффициент трансформации: 
. Напряжение в первичной цепи при показании прибора 
. Относительная погрешность измерения напряжения вольтметра 
. Общая относительная погрешность 
.
1.8. Амперметр на 5 А, вольтметр на 100 В и ваттметр на 5 А и 100 В (со шкалой на 500 делений) включены через измерительный трансформатор тока ТШЛ-20 10000/5 и трансформатор напряжения НТМИ-10000/100 для измерения тока, напряжения и мощности. Определить ток, напряжение, активную мощность и коэффициент мощности первичной цепи, если во вторичной цепи измерительных трансформаторов тока I2 = 3 А, напряжение U2 = 99,7 В, а показания ваттметра — 245 делений.
Решение. Номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока 
. Номинальный коэффициент трансформации трансформатора напряжения 
. Ток в первичной обмотке трансформатора 
. Напряжение цепи 
. Активная мощность цепи 
. Коэффициент мощности цепи 
.
Источник
Задачи 1-ой степени сложности
1. Необходимо измерить ток потребителя в пределах 20 – 25 А. Имеется микроамперметр с пределом измерения 200мкА, внутренним сопротивлением 300 Ом и максимальным числом делений 100. Определить сопротивление шунта для расширения предела измерения до 30 А и определить относительную погрешность измерения на отметке 85 делений, если класс точности прибора 1,0.
2. Предел измерения Iпр амперметра с внутренним сопротивлением RА должен быть расширен до значения 8 Iпр. Найти значение RШ.
3. Предел измерения микроамперметра на 150 мкА должен быть расширен до 15 А. Определить сопротивление шунта, если внутреннее его сопротивление RА = 400 А.
4. Амперметр с внутренним сопротивлением RА = 0,015 Ом и пределом измерения 20 А имеет шунт сопротивлением 0,005 Ом. Определить предел измерения амперметра с шунтом, а также ток в цепи, если его показание равно 12 А.
5. Милливольтметр с пределом измерения 75 мВ и внутренним сопротивлением RВ = 25 Ом имеет 150 делений шкалы. Определить сопротивление шунта, чтобы прибором можно было измерять предельное значение тока 30 А. Определить цену деления прибора в обоих случаях.
6. Микроамперметр с пределом измерения 1000 мкА и внутренним сопротивлением RА =300 Ом необходимо использовать в качестве вольтметра на предел 30 В. Определить добавочное сопротивление.
7. Милливольтметр с пределом измерения 750 мВ необходимо переделать в многопредельный вольтметр с пределами 7,5; 15; 75; 150В. Добавочное сопротивление на пределе 7,5 В составляет 1350 Ом. Определить добавочное сопротивление на каждом из пределов, сопротивление и ток полного отклонения прибора.
8. У вольтметра электродинамической системы с пределом измерения U = 300 В и внутренним сопротивлением Rв = 30 кОм необходимо расширить предел до 1500 В. Определить добавочное сопротивление вольтметра и максимальную потребляемую мощность на основном и расширенном пределах.
9. Предел измерения вольтметра электромагнитной системы составляет 7,5 В при внутреннем сопротивлении Rв = 200 Ом. Определить добавочное сопротивление, которое необходимо включить для расширения предела измерения до 600 В.
10. Амперметром с внутренним сопротивлением RA = 1 Ом следует измерить ток в 10, 100 и 1000 раз больше его номинального значения. Найти соотношение между сопротивлениями амперметра и шунтов, подобранных для выполнения указанных измерений.
11. Амперметр, имеющий внутреннее сопротивление 0,2 Ом и предел измерения 10 А, необходимо использовать для измерения тока до 500 А. Определить сопротивление шунта прибора и падение напряжения на амперметре и шунте.
12. Номинальный ток амперметра Iн = 1 А, сопротивление шунта Rш = 0,5 Ом Определить сопротивление амперметра, если номинальное значение тока в нем было при общем токе цепи 5 А.
13. Номинальный ток амперметра 1 А, его внутреннее сопротивление 0,08 Ом. Какой ток проходит в электрической цепи, если амперметр с шунтом сопротивлением 0,03 Ом показывает ток 0,9 А?
14. Необходимо измерить напряжение в пределах 30-40 В. Какой из вольтметров позволяет произвести измерение с большей точностью:
1 ) с верхним пределом 50 В и классом точности 2,5;
2) с верхним пределом 100 В и классом точности 1,5;
3) с верхним пределом 300 В и классом точности 0,5; 4) с верхним пределом 150 В и классом точности 1.
15. Вольтметром с внутренним сопротивлением Rv требуется измерить напряжение в 10, 100 и 1000 раз больше его номинального значения. Найти соотношение между внутренним сопротивлением вольтметра и сопротивлениями добавочных резисторов, подобранных для выполнения указанных условий.
16. Номинальное напряжение вольтметра 10 В, внутреннее его сопротивление 5 кОм. Какое допустимое напряжение может быть в измеряемой цепи, если к вольтметру подключен добавочный резистор, сопротивление которого 150 кОм?
17. Вольтметр рассчитан для измерения напряжения до 15 В. Определить сопротивление добавочного резистора, который необходимо подключить к вольтметру с Rv = 50 кОм, чтобы с его помощью измерять напряжение 220 В. Каковы при этом потери мощности в обмотке вольтметра и добавочном резисторе?
 |
| Рис. 3.1 |
18. Номинальное напряжение вольтметра 30 В, его внутреннее сопротивление 10 кОм. Каково напряжение в измеряемой цепи, если показание вольтметра 10 В соответствует сопротивлению добавочного резистора 50 кОм?
19. Для измерения ЭДС генератора к его зажимам присоединен вольтметр (рис, 3.1), сопротивление которого Rv = 10000 Ом. Сопротивление якоря генератора Rа = 0,2 Ом. Определить, на сколько процентов делаем ошибку, считая показание вольтметра, равным ЭДС генератора.
20. Амперметр, сопротивление которого RА = 0,3 Ом, имеет шкалу в 150 делений и постоянная прибора СА = 0,001 А/дел. Определить сопротивление шунта RШ, при помощи которого можно было измерять ток до 300 А.
21. Амперметр, сопротивление которого RА = 0,3 Ом, имеет шкалу в 150 делений и постоянная прибора СА = 0,001 А/дел. Определить; какое сопротивление RД необходимо последовательно включить с амперметром, чтобы этим прибором можно было измерять напряжение до 150В.
22. Какой ток можно измерять амперметром (сопротивление RА = 0,3 Ом, шкала имеет 150 делений и постоянная прибора СА =0,001 А/дел), если имеется шунт с сопротивлением 
Ом?
23. Необходимо подобрать к амперметру с сопротивлением RА шунты, расширяющие пределы измерения в 10 и 100 раз. Каковы будут соотношения между сопротивлением амперметра и шунта?
24. Вольтметр с ценой деления 1В/дел, шкала которого содержит 150 делений, имеет сопротивление RВ = 10 000 Ом. Какое добавочное сопротивление RД необходимо включить последовательно с вольтметром, чтобы им можно было измерять напряжение до 600 В?
25. Через амперметр, включенный в цепь через трансформатор тока ТЛ-35К, рассчитанный на ток 600/5 А, проходит ток I2 = 4,25 А, Определить ток в первичной цепи.
26. Амперметр, рассчитанный на 5А, со шкалой 0 — 500 делений включен в цепь через трансформатор тока 400/5 А. Какой ток проходит в первичной и вторичной обмотках трансформатора, если амперметр показывает 350 делений?
27. Ваттметр, имеющий пределы измерения U = 150 В, I = 5 А и число делений шкалы 150, включены через измерительный трансформатор, напряжения 6000/100 В и трансформатор тока 500/5 А. Определить мощность первичной цепи, если показания ваттметра — 124 деления.
28. Через трансформатор тока 500/5А и трансформатор напряжения 6000/100В в сеть переменного тока включены амперметр, вольтметр и ваттметр. Определить ток, напряжение, активную мощность и коэффициент мощности цепи, если амперметр показал I = 4 А, вольтметр — U = 100 В, а ваттметр — 350 Вт.
29. Обмотки ваттметра, рассчитанные на номинальную мощность Рном = 500 Вт, присоединены к сети переменного тока через измерительный трансформатор напряжения НОМ-6 (3000/100 В) и трансформатор тока ТПЛ-10 (400/5 А). Определять мощность первичной цепи, если мощность в цепи ваттметра Р = 380 Вт.
Решение: 
30. К трансформатору напряжения НОМ-10 (номинальное напряжение первичной обмотки 10 000 В) подключили вольтметр, рассчитанный на 150 В. Определить напряжение на вольтметре, если напряжение в первичной цепи понизилось до 9950 В.
Решение: 
Источник