К источнику переменного напряжения u = 300 sin 200 πt…

Ответ:

Im = 1,63 A;

φ = 57,17 град. эл.;

cos φ = 0,54;

P = 132,67 Вт.

Объяснение:

В общем виде уравнение синусоидального напряжения:

u = Um*sin(2*π*f*t+α),

где Um – амплитудное значение напряжения;

f – частота;

t – время;

α–  начальная фаза.

Очевидно, что нагрузка имеет активно-реактивный характер (забегая вперед, активно-индуктивный). Определим сопротивление каждого из элементов, а также общее эквивалентное сопротивление цепи.

Сопротивление катушки индуктивности

Ом.

Сопротивление конденсатора

Ом.

Общее сопротивление для последовательного соединения

Ом.

Из уравнения видно, что амплитудное значение напряжения

Um = 300 В [будем считать, что вольт].

Тогда амплитудное значение тока

Im = Um/Z = 300/184,46 = 1,63 А.

Коэффициент мощности представляет собой отношение активной мощности к общей в цепи и для синусоидального сигнала равен косинусу угла сдвига фаз между напряжением и током. Коэффициент мощности

cos φ = R/Z = 100/184,46 = 0,54.

Откуда

φ = arccos (cos φ) = arccos (0,54) = 57,17 градусов электрических [ток отстает от напряжения].

Действующее значение напряжения для синусоидального сигнала связано с амплитудным следующим образом:

В.

Потребляемая активная мощность может быть найдена:

P = S*cos φ = *cos φ = Вт,

где S – полная мощность.

Оцени ответ

pomogajka.com

Переменное напряжение тока — что это?

Напряжение – это физическая величина, характеризующая работу эффективного электрического поля, совершающего перенос заряда из одной точки проводника в другую. Оно есть везде, где есть токовая сила и пропорционально зависит от него, как и сопротивление. Каждый знает, что в его домашней розетке 220 В, но мало кто догадывается, какой именно это вид величины. Стоит подробнее разобраться с постоянным и переменным напряжением, в чем их различия, и какие виды переменного напряжения существуют.

Напряжение переменного тока

Как известно еще с уроков физики, ток – это движение заряженных частиц, которое возникает под воздействием на них электромагнитного поля, разности потенциалов и напряженности. Основная характеристика любого напряжения – это зависимость от времени. Исходя из этого, различают постоянную и переменную величины. Значение постоянного с течением времени практически не изменяется, а переменного – изменяется.

Закон Ома

В свою очередь переменная характеристика бывает периодической и непериодической. Периодическое – это напряжение, значения которого повторяются через одинаковые интервалы времени. Непериодическое же способно изменяться в любой отрезок времени.

Схема описания физического смысла

Напряженность в переменной цепи – это такой параметр, который изменяет свою величину с течением времени. Для упрощения разъяснений в дальнейшем будет рассматриваться синусоидальное гармоническое переменное напряжение.

Минимальное время, в течение которого переменная величина повторяется, называется периодом. Абсолютно любую периодическую величину можно записать зависимостью от какой-либо функции. Если время – это t, то зависимость будет обозначаться F(t). Таким образом, любой период во времени имеет вид: F(t+-T) = F(t), где T – период.

Физическая величина, которая является обратной периоду, называется частотой. Она равна 1/T. Единицей ее измерения является герц, в то время как единицей измерения периода стала секунда.

f = 1/T, 1 Гц = 1/с = с в минус первой степени.

Формулы колебаний

Важно! Чаще всего встречается функциональная зависимость переменной сети в виде синусоиды. Именно поэтому она была взята за основу этого материала.

Из математики известно, что синусоида – это простейшая периодическая функция, и с ее помощью из нескольких синусоид с кратными частотами можно представить любые другие периодические функции.

Синусоидальная напряженность в абсолютно любой промежуток времени может описать моментальная характеристика: u = U * sin(ωt + φ), где ω = 2πf = 2π/T, где U – максимальное напряжение (амплитуда), ω – угловая скорость изменения, φ – начальная фаза, которая определяется смещением функции относительно нулевой точки координат.

Синусоидальная функция

Часть (ωt + φ) – это фаза, которая характеризует значение напряжения в конкретный промежуток времени. Из этого выходит, что амплитуда, угловая скорость и фаза – это основные характеристики переменных сетей, определяющие их значения в любой интервал времени.

Важно! При рассмотрении синусоидальной функции фазу часто принимают за ноль. На практике также часто прибегают к еще некоторым параметрам, включающим действующее и среднее напряжение, коэффициент формы.

Регулятор переменного напряжения

Отличие между переменным и постоянным напряжением

Разница между двумя этими величинами не только в названии. Все зависит от вида тока. В обычной розетке дома ток переменный. Это значит, что направление движения заряженных частиц в нем постоянно изменяется. Более того, у переменных токовых сил разная частота и напряжение. Например, в розетке на 220 вольт обычная частота равна 50 Гц, что означает смену направления движения электронов и их зарядов 50 раз в секунду. Напряжение в этом плане означает максимальную скорость, с которой движутся электроны по цепи.

Постоянная и переменная характеристики

Еще одно отличие изменчивого направления движения частиц и, как следствие, напряжения от постоянного, в том, что в нем постоянно изменяется заряд. Значение U в такой сети бывает равно то 100 %, то 0 %. Если оно всегда было полным, то потребовался бы провод очень большого диаметра.

Постоянное же направление – это ток, который не изменяет координаты своего движения. Его можно наблюдать в аккумуляторах и батареях. Попадает он туда через зарядное устройство, конвертирующее любой поток из розетки в постоянный.

Противофаза

Виды напряжения переменного тока

В случае наиболее распространенного синусоидального напряжения часто рассматривают его виды:

• Мгновенное, которое определяется для произвольного момента времени t.
• Действующее, производящее один и тот же тепловой эффект, равный по величине постоянной характеристики. Оно определяется выполненной активной работой первого полупериода.
• Средневыпрямленное, определяемое как модуль величины выпрямленного напряжения за один цикл гармонического колебания.

Если электрический поток передается по воздушным линиям, то упоры и их размеры напрямую зависят от величины напряжения, которое применяется в сети. Его величина между фазами именуется линейным напряжением, а между землей и каждой из фаз – фазным.

Период и амплитуда синусоидального колебания

Двухфазный ток

Двухфазный ток – это когда идет передача сразу двух токов разного направления. Параметр напряженности для двухфазной сети сдвинут по фазе на угол в 90 градусов. Передается такой ток двумя проводниками: два фазных и два нулевых. Применяется в электрических сетях переменного тока. Для этого используют два контура, значения которых сдвинуты по фазе на 90 градусов. В каждом контуре используется четыре линии – по две штуки на каждую из фаз. Иногда применяется и один провод с большим диаметром, чем у двух других. Преимуществом двухфазный сетей был плавный запуск электродвигателей, но они были вытеснены трехфазными.

Двухфазный источник

Трехфазный ток

Трехфазная система – это система электрической цепи, работающая на трех цепях, в которых действуют силы одной и той же частоты, но сдвинутые по фазе друг от друга на одну треть периода или на 120 градусов. Каждая отдельная цепь такой системы называется фазой, а система из трех сдвинутых по фазе токов называется трехфазным током.

Практически все современные генераторы в домах и на электростанциях представляют собой генераторы трехфазного тока. Фактически это один большой генератор, состоящий из трех маленьких двигателей, которые генерируют токи, электродвижущие силы в них сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов или одну треть периода.

График трехфазного сигнала

Виды источников переменного напряжения

Среди основных источников непостоянного напряжения можно выделить такие компоненты, как:

• Электростанция;
• Генератор непостоянного тока;
• Промышленная и домашняя электросеть.

Главным источником непостоянных токовых сил и напряжения является электростанция или промышленная электросеть. Использование такого тока обосновано тем, что его намного легче передавать на большие расстояния по проводникам и просто преобразовать в постоянный электрический ток. Переменные параметры передаются со станции к трансформаторам, которые преобразуют напряжение непостоянного тока, не являясь его источниками. Генераторы вырабатывают такой ток путем преобразования механической энергии в электрическую.

Генератор переменной силы

Как можно измерить переменное напряжение

Изменять непостоянную напряженность сети, как и любые другие электрические характеристики сети, можно с помощью специальных измерительных приборов: вольтметров, амперметров, омметров. Современные тестеры и мультиметры содержат в себе функции их всех, поэтому лучше пользоваться ими. Для того чтобы измерить параметр, следует следовать инструкции:

• Найти шкалу измерения на приборе, которая чаще всего находится справа.
• Выставить предел измерения, зная, что, например, в розетке приблизительно 220 вольт.
• Взять щупы и вставить их в источник. При этом неважно, какой щуп куда будет вставлен.
• Произвести измерения с учетом техники безопасности.
• Зафиксировать полученные показатели.

Однофазный двигатель

Таким образом, отличие постоянного напряжения от переменного есть, и оно существенное. На основании постоянных и непостоянных токовых сил изготовлены генераторы, конвертирующие механическую энергию в электрический ток различных видов, который можно быстрее и дальше подать по проводам.

rusenergetics.ru

Источник переменного напряжения — Студопедия.Нет

 

Независимый источник напряжения наиболее частого использования AC Voltage Source. Он является идеальным источником гармонических колебаний, т. е. его внутреннее сопротивление равно 0. Можно выбрать уровень напряжения, который задается через действующее значение (амплитудное значение нужно рассчитывать вручную). Кроме того, задается частота и фаза колебаний. Следует обратить внимание, что даже для идеального источника задается отклонение основного параметра. Это делается для моделирования нестабильности источника в некоторых описанных выше режимах моделирования (Рисунок 2.1).

Альтернативным источником гармонических колебаний является виртуальный генератор (Рисунок 2.2).

Возможности генератора шире. Можно генерировать колебания прямоугольной и треугольной формы и менять скважность (Duty cycle). Параметр Duty cycle определяет – какую часть периода сигнала в процентном соотношении занимает прямоугольный импульс. Таким образом, параметр действует только для одного из трех видов сигналов. В электронике скважностью обозначают отношение длительности периода сигнала к длительности импульса:

.

 

Так скважность Q = 2 эквивалентна Duty cycle = 1/Q = 50%.

Уровень напряжения устанавливается как амплитудное значение (Amplitude), но это если подключиться к клеммам + и – напряжение возрастает в 2 раза. Можно также за счет нее получать импульсы отрицательной и положительной полярности. Недостаток прибора – нет регулировки фазы.

 

 

Рисунок 2.1 Окно параметров источника переменного напряжения

«AC Voltage»

 

Рисунок 2.2 Виртуальный генератор «Function Generator» и его параметры

 

Источник постоянного напряжения

 

Независимый источник постоянного напряжения DC_POWER является идеальным источником постоянного напряжения. Его используют при моделировании схем с внешними источниками питания высокого качества. Единственный основной параметр источника – уровень напряжения (Voltage (V)).

 

Источник сигналов прямоугольной формы Clock

 

Данный источник может быть использован при моделировании как аналоговых, так и цифровых схем. Параметры источника аналогичны параметрам виртуального генератора (Рисунок 2.3).

 

 

Рисунок 2.3 Окно параметров источника сигналов прямоугольной формы

«Clock»

 

Источник сигналов произвольной формы PWL Source

 

Данный источник Piecewise_Linear_Voltage может быть использован для моделирования одиночных сигналов сложной формы. В качестве параметра источника может быть указано имя текстового файла (Use data directly from file), в котором записываются координаты сигнала в дискретных точках. Точки соединяются с помощью линейной интерполяции. Формат текста – две колонки цифр. Левая колонка – отсчеты времени в секундах. Правая колонка – значения сигнала в вольтах. К примеру, сигнал, изображенный на Рисунок 2.4, может быть сгенерирован с помощью текста:

0 0 0.001 0 0.001 1 0.004 1 0.004 3 0.005 3 0.005 0

Файл Sig.txt

 

 

Рисунок 2.4 Пример сигнала сгенерированного источником

 

Альтернативным способом задания параметров является заполнение таблицы (Enter data points in table). Формат данных тот же (Рисунок 2.5).

 

 

Рисунок 2.5 Альтернативный способ задания параметров источника Piecewise_Linear_Voltage

 

Пассивные компоненты RLC

 

Свойства модели резистора:

Основное свойство Resistance – сопротивление.

 

Дополнительные свойства:

 

TC1 – линейный температурный коэффициент сопротивления,

TC2 – квадратичный температурный коэффициент сопротивления. Сопротивление резистора рассчитывается по формуле:

 

R=Rном·(1+TC1(T–T_MEASURED) + TC2(T–T_MEASURED)²)

 

где T_MEASURED – температура измерения сопротивления резистора (по умолчанию T_MEASURED = 27^о).

 

Свойства модели конденсатора:

Основное свойство Capaсitance – емкость.

 

Свойства модели катушки индуктивности:

Основное свойство Inductance – индуктивность.

 

Биполярные транзисторы

 

Модели биполярного транзистора строятся по принципу достижения определенной цели моделирования. В инженерной практике требуется решать две основных задачи:

 

1. расчет режима работы транзистора по постоянному и переменному току с целью выбора параметров, как транзистора, так и других элементов, входящих в аналоговый узел;

2. уточнение характеристик аналогового узла на основе моделирования в схемотехнических САПР;

 

В первой задаче, используют эквивалентную схему транзистора на постоянном или переменном токе. Схема зависит от того, какой режим работы транзистора предполагается установить. По переменному току, в основном, различают линейный и нелинейный режимы. Линейный режим предполагает относительно слабые сигналы на входе и выходе транзистора. Поэтому он называется малосигнальным. Тогда используют малосигнальные линейные эквивалентные схемы. Эквивалентные схемы используются не только для расчета параметров, но и для анализа аналоговых узлов.

Во второй задаче, используют точную или упрощенную нелинейную модель транзистора. Согласно модели синтезируются формулы расчета, которые используются в схемотехнических САПР. Обычно эти формулы скрыты от пользователя, поскольку не требуются в процессе компьютерного моделирования электронных средств (ЭС).

 

studopedia.net

его характеристики, источники и достоинства

Абсолютное большинство современных бытовых и промышленных электроприборов работает на основе переменного тока. В отличие от постоянного, переменный электроток сложнее в расчетах и опаснее для жизни человека. Но есть и ряд преимуществ переменного напряжения и вызванного им тока, которые и обусловили его популярность в быту, на транспорте и на производстве.

Принципиальные отличия разных видов

Электроток — это поток движущихся заряженных частиц, чаще всего — электронов. Разница в количестве заряженных частиц между двумя точками вызывает напряжение электростатического поля. Под его действием при наличии проводника частицы с электрическим зарядом движутся от места с их избытком до места с их недостачей. Это и есть постоянный электроток.

Электроток переменного типа имеет совсем другую природу. Суть в следующем:

• изменяющееся во времени магнитное поле вызывает движение заряженной частицы;
• движение заряженной частицы в пространстве вызывает появление магнитного поля;
• появившееся магнитное поле из-за движения заряженной частицы опять заставляет ее двигаться и т. д.

В этом заключается основное отличие постоянного напряжения от переменного. При этом, если постоянное напряжение имеет неизменяемую на определенном промежутке времени величину и полярность, то переменное напряжение меняет с большой частотой и свою величину, и полярность.

Основные характеристики электротока

Если некоторые физические явления можно увидеть или ощутить другими органами чувств, то постоянное и переменное напряжение (и вызванный ими электроток) потрогать не удастся. Но можно найти аналогию, которая поможет разобраться в этом явлении. Например, давление воды и ее напор в садовом шланге вполне видны, осязаемы и поддаются пониманию среднестатистического человека, не искушенного в вопросах физики. Можно провести такое относительное сравнение:

• давление воды — это электрическое напряжение;
• напор (или сила потока) — это сила тока;
• диаметр шланга — это сопротивление проводника.

Чем больше давление и меньше диаметр, тем больше напор и дальше бьет струя воды. Это заметно, если прикрыть пальцем выходное отверстие. И наоборот: чем больше диаметр шланга, тем меньше дальность исходящей струи.

По такому принципу описывается электроток постоянного типа: сила электротока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Этот закон был открыт Георгом Омом и получил его имя. Согласно теории, при протяженных проводниках получаются значительные потери в силе потока заряженных частиц.

Напряжение переменного тока периодически изменяется во времени, и природа его возникновения не такая, как у напряжения электротока постоянного типа. Это и обуславливает значительно меньшие потери при передаче электричества на значительные расстояния по проводникам. Теоретические основы электротока переменного типа значительно сложнее.

Немного исторических сведений

На рубеже XIX и XX столетий активно внедрялся в быт постоянный электроток. Его популяризатором выступал Томас Эдисон. Но он столкнулся с неразрешимой проблемой: требовалось строить значительное количество промежуточных электроподстанций, чтобы электричество дошло до потребителя с заданными параметрами. Через каждые 3−4 километра устанавливалась подстанция, что было очень затратным и нерентабельным делом.

Решить эту проблему взялся молодой и талантливый физик Никола Тесла. К ней он подошел с новаторской идеей — использовать электроток с изменяемыми во времени показателями напряжения и направления движения. Проблема решалась просто и эффективно:

• потери на сопротивление проводника снижались в несколько раз;
• источники электротока переменного типа конструкции Тесла были проще и дешевле;
• упрощались и сами бытовые приборы, работавшие от электротока с изменяемыми во времени показателями.

Но эта идея для Томаса Эдисона была неприемлема, так как полностью уничтожались его уже готовые разработки и ему грозили большие финансовые потери. Эдисон упорно продвигал свою идею электротока постоянного типа, проводя многочисленные публичные испытания и демонстрации.

В прессе по его указке и при его финансировании была организована настоящая травля научного оппонента. Но история расставила все по своим местам: сегодня человечество должно благодарить Николу Тесла, так как без переменного тока цивилизация не достигла бы существующего уровня развития техники, науки и комфорта в быту.

Обзор источников электричества

Для получения электротока с неизменяемыми во времени значениями напряжения необходимо разделение заряженных частиц и накопление их в одном месте. Для этого используются различные физические явления. Чаще всего для получения электрического постоянного тока применяются электролитические источники, в частности, обычные батарейки и аккумуляторы. За счет электрохимических реакций электроны накапливаются на катоде и возникает их нехватка на аноде. При замыкании контактов протекает электроток.

В промышленных масштабах постоянный ток получают из переменного при помощи выпрямителей и стабилизаторов. Диодный мост пропускает только часть синусоиды переменного тока, а стабилизаторы сглаживают полученные пульсации. Городской электротранспорт (метрополитен, трамваи и троллейбусы) как раз и работает на таком выпрямленном токе.

Постоянный ток получается и в фотоэлементах, ставших основой для создания солнечных батарей. Под действием энергии фотонов в полупроводниковых микроэлементах возникает разница потенциалов, которая суммируется и в итоге образует постоянное напряжение.

Генераторы постоянного тока постепенно выходят из обихода ввиду их малой производительности. Затраты энергии для запуска их в работу значительно превосходят получаемую в итоге электрическую энергию. Их заменой стали инверторные источники постоянного тока, которые обладают высоким КПД, малым весом, небольшими размерами и надежностью. К их достоинствам можно отнести и отсутствие пульсаций в получаемом из переменного постоянном токе.

Основной источник переменного электротока — генератор. Схематично он состоит из намагниченного ротора и статора из проводников. При вращении ротора магнитное поле меняет свой вектор по времени, что вызывает появление электродвижущей силы в обмотках проводника статора. С его контактов снимается полученное напряжение, при необходимости трансформируется и передается потребителю. По своему устройству генераторы бывают асинхронными и синхронными. На параметры выдаваемого переменного тока это практически не влияет.

Асинхронный тип более прост в конструкции, но чувствителен к кратковременным пиковым нагрузкам. Синхронные генераторы способны выдерживать пятикратные нагрузки. Их раньше использовали для питания электросварочных аппаратов переменного тока. Сегодня сварка переменным током теряет популярность из-за того, что ее качество ниже, чем сварка постоянным током. Сварочные аппараты постоянного тока становятся более доступными широким массам.

Электродвигатели переменного тока действуют по обратному принципу: протекание переменного электрического тока по обмоткам статора вызывает вращение ротора. Теоретически электродвигатель может выполнять функции генератора, а генератор может быть использован в роли электродвигателя.

rusenergetics.ru

63098-16: Б2-9 Источники переменного напряжения

Назначение

Источники переменного напряжения Б2-9 предназначены для воспроизведения стабилизированного напряжения переменного тока в диапазоне от 25 до 250 В в диапазоне частот от 40 до 500 Гц.

Описание

Источники переменного напряжения Б2-9 выполнены в малогабаритном корпусе, предназначенном для настольно-переносных приборов. Внешние элементы конструкции представлены верхней и нижней крышками, обшивками, декоративной панелью, профильными планками, а также пластмассовыми ножками.

Охлаждение приборов осуществляется двумя вентиляторами через вентиляционные отверстия в задней стенке прибора, а также через перфорацию в нижней и верхней крышках.

Несущей основой приборов является блок комбинированный, представляющий собой переднюю и заднюю панели, соединенные между собой боковыми стенками.

На передней панели размещены сетевой тумблер, узел индикации и управления и устройство микропроцессорное.

Основой для монтажа фильтра сетевого, печатных узлов источника и инвертора служит шасси, расположенное в нижней части блока комбинированного. Печатные узлы, выше указанных устройств, крепятся к шасси с помощью металлических крепёжных стоек, в некоторых местах и через изоляционные шайбы. Силовые элементы устройств, через собственные фланцы на корпусе и термопроводящую подложку, приделаны к пластинчатым радиаторам, закрепленных на печатных платах.

На внутренней плоскости левой стенки блока комбинированного располагается печатный узел фильтра.

На задней панели приборов смонтированы: сетевой разъем со встроенными сетевыми предохранителями, разъем для «LAN», разъём для обмена информацией по протоколу RS-232, розетка для выходного напряжения, клеммная рейка, дублирующая эту розетку, клемма заземления.

Приборы состоят из конструктивно и функционально законченных основных узлов и блоков: сетевого фильтра, источника, инвертора, фильтра, устройства микропроцессорного и платы управления.

Принцип действия приборов основан на формировании напряжения переменного тока в заданном диапазоне частот при использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ), измерении значения выходного параметра и его подстройке по результатам измерения.

Упрощенная структурная схема приборов включает в себя:

—    источник 400 Вольт для питания Инвертера;

—    ШИМ инвертер со схемой измерения выходного напряжения и тока нагрузки для обеспечения регулировки уровня выходного напряжения;

—    контроллер управления устройствами и взаимодействия через интерфейс дистанционного управления по сети RS-232 и Ehternet с внешним компьютером;

—    блок ручного управления прибором, индикации режимов работы прибора и значения установленного параметра (передняя панель).

Управление устройствами приборов осуществляется от узла управления и индикации. Узел системы индикации и управления состоит из жидкокристаллического индикатора, печатных узлов с клавиатурой и микропроцессорного устройства. На панели установлены кнопочные переключатели управления.

Узел управления принимает команды пользователя при управлении с передней панели в ручном режиме или дистанционно через интерфейс RS-232 и Ehternet, обрабатывает их и посылает соответствующие коды управления на устройства прибора.

Выходное напряжение может изменяться по уровню и частоте. Установка уровня выходного напряжения производится по командам с управляющего процессора.

Формирование выходного напряжения и подстройка его уровня при помощи пропорционально- интегрирующего регулирования выполняет ПЛИС инвертера. Для осуществления обратной связи используются аналого-цифровые преобразователи измеряющие выходное напряжение и ток нагрузки.

Общий вид прибора приведен на рисунке 1.

Пломбирование приборов производится двумя пломбами с нанесением знака поверки давлением на специальную мастику. Схема пломбирования приборов от несанкционированного доступа приведена на рисунке 2.

Места пломбирования с нанесением знака позерки

’■O*

1АЧ

ll ДМ.-Д-1Г

И ‘■    1 .-V i1—

Щ/. Mi.

| Hi    /S ii!

Ж D

\\ V\ Vc\    /J/ Ij h

\ V/Ч »    // //

N-! .■    /

-ЯЯРГ lOOWK 40-50CHZ О

—

c “ c ■%’

-Z2CV5W2-WAPV5A

Ф

-25WK«NA 40-59» Q>

Рисунок 2 — Схема пломбирования прибора

A

Ч.:’1

L}

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО), предназначенное для дистанционного управления прибором через интерфейс ETHERNET и RS-232, является метрологически незначимым и создается потребителем.

Встроенное ПО состоит из двух частей: метрологически значимой и сервисной. Программное обеспечение:

—    производит обработку информации, поступающей от аппаратной части;

—    отображает измеренные значения на индикаторе;

—    формирует ответы на запросы, поступающие по интерфейсам связи.

В приборах предусмотрены способы идентификации файла метрологически значимой части ПО, расчета его контрольной суммы и оценка его по критериям целостности и аутентичности.

В приборах предусмотрены меры защиты программного обеспечения от преднамеренного и непреднамеренного изменения:

—    пользователь не имеет возможность обновления или загрузки новых версий ПО;

—    в режиме внешнего управления реализовано однозначное назначение каждой команды, поэтому невозможно подвергнуть ПО прибора искажающему воздействию через интерфейсы пользователя;

—    в процессе работы в приборах невозможно ввести данные измерений, полученные вне прибора, данные результатов измерения не могут быть подвергнуты искажению в процессе хранения, так как происходит их обновление в каждом измерительном цикле, и отсутствуют требования по их хранению после окончания цикла измерения.

Удаление запоминающего устройства или его замена другим устройством без нарушения целостности конструкции прибора и пломб невозможно.

Идентификационные признаки метрологически значимой части программного обеспечения прибора приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Идентификационные признаки метрологически значимой части программного обеспечения

Идентификационные данные (признаки)	Значение
Идентификационное наименование ПО	Pl.hex
Номер версии (идентификационный номер) ПО	1.0
Цифровой идентификатор ПО	ОхЕАЗСБЮСА
Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО	CRC-32

Метрологические характеристики нормированы с учетом влияния программного обеспечения.

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений — высокий в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Конструкция приборов исключает возможность несанкционированного влияния на ПО и измерительную информацию.

Технические характеристики

Прибор обеспечивает на выходе среднеквадратическое значение напряжения переменного тока…………………………………………………………………………………………………от 25 до 250 В.

Дискретность установки выходного напряжения……………………………0,05 В.

Пределы допускаемой основной погрешности установки выходного напряжения в нормальных условиях применения…………………………………………………………………….± (0,005’Цх + 0,5) В,

где: Их — значение выходного напряжения, В.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности установки выходного напряжения, обусловленной отклонением напряжения сети питания от 176 В до 242 В относительно

номинального значения (220 В)…………………………………………………………………….± 0,5 В.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности установки выходного напряжения, обусловленной изменением температуры окружающего воздуха на каждые 10 °С не превышают половины основной погрешности.

Диапазон частот выходного напряжения переменного тока……………от 40 до 500 Гц.

Дискретность установки частоты…………………………………………………….0,05 Гц.

Пределы допускаемой погрешности установки частоты выходного напряжения в рабочих условиях применения прибора……………………………………………………………± 0,1 Гц.

Прибор обеспечивает индикацию выходного тока.

Максимальный ток нагрузки при выходном напряжении 220 В, не менее…………….4,55 А.

Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки от минимального до максимального значения……………………………………………………………………..± 0,5 В.

Нестабильность выходного напряжения прибора (дрейф) за 8 часов непрерывной работы и за любые 10 минут в течение этих часов………………………………………….± 0,5 В.

Максимальная выходная мощность прибора, не менее……………………..1000 В-А.

Коэффициент гармоник выходного напряжения при работе прибора на активную нагрузку, не более…………………………………………………………………………………………….8%.

Прибор обеспечивает защиту и индикацию срабатывания защиты от перегрузок и коротких замыканий.

Время установления рабочего режима…………………………………………….5 мин.

Время непрерывной работы, не менее………………………………………..16 ч.

Прибор обеспечивает информационную совместимость с ПЭВМ по каналу RS-232 и каналу ETHERNET.

В режиме дистанционного управления прибор обеспечивает следующие системные функции:

—    программирование режимов работы;

—    выдачу информации о режимах работы.

Габаритные размеры, не более:

—    прибора……………………………………………………………………………………………………….(343×160,5^352) мм;

—    прибора в укладочной таре…………………………………………………………………………(448x321x449) мм;

—    прибора в транспортной таре………………………………………………………………………(568x448x614) мм.

Масса, не более:

—    прибора……………………………………………………………………………………………………….6,5 кг;

—    прибора в укладочной таре…………………………………………………………………………11,5 кг;

—    прибора в транспортной таре………………………………………………………………………21,0 кг.

Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50 ± 1) Гц и коэффициентом

несинусоидальности не более 5 %…………………………………………………………………от 176 до 242 В.

Полная мощность, потребляемая прибором от сети питания, при номинальном

напряжении сети, выходной мощности 1000 В А, не более………………………….1300 В А.

Электрическое сопротивление изоляции питающих и выходных цепей относительно корпуса прибора не менее:

—    в нормальных условиях………………………………………………………………………………20 МОм;

—    при повышенной температуре окружающей среды…………………………………….5 МОм;

—    при повышенной влажности ………………………………………………………………..2 МОм.

Средняя наработка на отказ, не менее……………………………………………..15 000 ч.

Нормальные условия применения:

—    температура окружающего воздуха…………………………………………………(20 ± 5) °С;

—    относительная влажность воздуха……………………………………………………от 30 .до.80, % при темпе

ратуре воздуха (20±5) оС;

—    атмосферное давление……………………………………………………………………..от 84 до 106 кПа

(от 630 до 795 мм рт. ст.)

Рабочие условия применения:

—    температура окружающего воздуха…………………………………………………от .минус. .10 . до. плюс .50 °С;

—    относительная влажность воздуха……………………………………………………до. 95. % при температуре

воздуха 25 оС;

—    атмосферное давление……………………………………………………………………..от 70 до 106,7 кПа

(от 537 до 800 мм рт. ст.) По требованиям безопасности приборы соответствуют ГОСТ 12.2.091, категория измерений II, степень загрязнения 2.

Знак утверждения типа

наносится на переднюю панель приборов методом шелкографии, в эксплуатационной документации на титульных листах знак утверждения типа наносится типографским способом.

Комплектность

приведена в таблице 2.

Таблица 2

Наименование прибора	Обозначение прибора	Количест во	Заводской номер	Примечание
Источник переменного напряжения Б2-9	ТНСК. 418114.003	1
Шнур сетевой С 13-С 14 3^1 мм2 (2 м)	РЕ00058	1
Шнур сетевой евро-С13 3×1 мм2 (2,5 м)	Sh20193R	1
Клемма PVC-Fork 22-16	2-32043-1	3
ЗИП: Вставка плавкая ВП 2Б — 1В 10 А 250 В	АГ0.481.305ТУ	2
Руководство по эксплуатации	ТНСК.418114.003РЭ	1
Формуляр	ТНСК.418114.003Ф0	1
Ящик укладочный	ТНСК.323365.058	1

Поверка

осуществляется по документу ТНСК.418114.003 РЭ, раздел 8 «Поверка прибора» Руководства по эксплуатации, утвержденному руководителем ФБУ «Нижегородский ЦСМ»

21 декабря 2015 г.

Перечень эталонов, применяемых при поверке, приведен в таблице 3.

Наименование средства поверки	Используемые основные технические характеристики СИ
Мультиметр цифровой Fluke 8846A	Диапазон измерения напряжения переменного тока от 1 В до 1000 В; погрешность измерения ± (0,063 … 0,68) %. Диапазон измерения частоты от 3 Гц до 10 кГц; погрешность измерения ± 0,1 %.
Измеритель нелинейных искажений С6-12	Диапазон частот от 0,01 до 199,9 кГц; диапазон измеряемых коэффициентов гармоник от 0,03 до 100 %; погрешность измерения коэффициента гармоник ± (0,06Кг + 0,05) %.
Амперметр Д5017	Диапазон измерения от 30 мА до 20 А; класс точности 0,2.

Сведения о методах измерений

ТНСК.418114.003 РЭ Источник переменного напряжения Б2-9. Руководстве по эксплуатации.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к источникам переменного напряжения Б2-9

ТНСК.418114.003 ТУ Источник переменного напряжения Б2-9. Технические условия.

all-pribors.ru

Источник переменного напряжения, источник постоянного напряжения

Напряжение, этим термином обозначают разность электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. Некоторые неправильно полагают, что напряжение — это что-то такое, что движется в цепи. Но это не так. Напряжение — это та сила, под действием которой в электрической цепи движутся электрические заряды, т.е. протекает электрический ток. Напряжение можно сравнить с ударом клюшки по шайбе. Полёт шайбы сравним с протеканием тока, но удар клюшки — это потенциальная сила, вызвавшая движение шайбы. Ток и напряжение взаимосвязаны, так как важна не только разность потенциалов сама по себе, а важен и электрический ток, обусловленный этой разностью потенциалов. Поэтому при описании работы электрических цепей ток и напряжение, как правило, фигурируют вместе.

Можно выделить две группы источников электрической энергии: источники напряжения и источники тока. Напряжение между выходными полюсами источника напряжения не зависит или слабо зависит от тока, отдаваемого источником во внешнюю цепь (нагрузку). В источниках тока, напротив, выходной ток почти не зависит от напряжения на его полюсах, которое определяется нагрузкой.

Основной единицей измерения разности потенциалов является вольт (В). На практике часто применяются производные от основной единицы измерения напряжения. Единица измерения милливольт (мВ) используется для обозначения разности потенциалов, эквивалентной 1/1000 В. Микровольт (мкВ) составляет 1/1000 мВ или 1/1000 000 В. Один киловольт (КВ) равен 1000 В, а один мегавольт (МВ) — 1 000 000 В.

Различают переменное напряжение и постоянное напряжение.

Источник постоянного напряжения

Аккумуляторная батарея — это типичный источник постоянного напряжения. Для питания электронных схем применяются преимущественно источники постоянного напряжения. Напряжение измеряется между положительным и отрицательным выводами (полюсами) источника. Для того, чтобы образовать замкнутую электрическую цепь, в которой протекает постоянный ток, полюсы источника питания должны быть соединены с выводами схемы (нагрузки), потребляющей энергию от источника, или с выводами измерительного прибора. Считается, что в нагрузке, подключённой к источнику питания, ток течёт в направлении от положительного потенциала к отрицательному.

Источник переменного напряжения

Промышленная электросеть — типичный источник переменного напряжения. Если в цепях постоянного напряжения полярность полюсов фиксирована и один из полюсов всегда положителен, а другой отрицателен, то в источниках переменного напряжения полярность постоянно меняется. В первой половине периода один из полюсов имеет отрицательную полярность, а другой — положительную. Во второй половине полярности полюсов меняются. Быстрота смены полярности в цепях переменного тока измеряется в герцах (Гц). В нашей сети напряжение является переменным и в течение одной секунды происходит 50 циклов (периодов) смены полярности напряжения. Частота сети переменного тока (в РФ) равна 50 Гц. Для примера, в США она равна 60 Гц.

katod-anod.ru

Источники напряжения — Основы электроники

Для того, что бы создать напряжение необходимо электроны, находящиеся на своих орбитах удалить с этих орбит. Следовательно, для этого необходимо приложить энергию, природа которой может быть самой различной. Мы знаем, что энергия из пустоты не возникает, она просто переходит из одной формы в другую.
Источники напряжения – это устройства, преобразующее один из видов энергии в электрическую энергию.
В мире существует шесть видов источников напряжения:
1.    Источники напряжения построенные на явлении электризации трением.
2.    Источники напряжения основанные на явлении магнетизма.
3.    Химические источники напряжения.
4.    Источники напряжения, преобразующие световую энергию в электрическую.
5.    Источники напряжения, преобразующие тепловую энергию в электрическую.
6.    Пьезоэлектрические источники напряжения.

Источники напряжения построенные на явлении электризации трением (генератор Ван де Граафа).

Самым древним способом получения электричества является трение. Если взять стеклянную или эбонитовую палочку и потереть ее кусочком меха или шелка, то она зарядится. На этом самом принципе работает генератор Ван де Граафа (рис 3.1.).

Рисунок 3.1.Генератор Ван де Граафа.

Генератор Ван де Граафа способен вырабатывать напряжения величиной в миллионы вольт. Но, к сожалению, это устройство нигде, кроме как в научных исследованиях не используется, да еще в кабинетах физики.

Источники напряжения основанные на явлении магнетизма.

На сегодняшний день в основном электрическую энергию получают методом, основанным на явлении магнетизма. Суть его состоит в том, что если проводник перемещать в магнитном поле, то на его концах будет появляться напряжение. Это напряжение будет возникать в течение времени перемещения проводника в магнитном поле.  На этом принципе построено устройство, называемое генератором (рис. 3.2).

 

 

Рисунок 3.2.Генератор постоянного напряжения.

Бывают генераторы постоянного напряжения и генераторы переменного напряжения. Если поток электронов постоянно движется в одном направлении, то ток, создаваемый этим потоком, называется постоянным. Если поток электронов периодически меняет свое направление на противоположное, то в этом случае ток называется переменным. Генератор напряжения может приводиться в движение различными двигателями, ветром, водой, даже нагретым паром. Общее условно-графическое обозначение генератора переменного тока можно посмотреть на рис. 3.3.

Рисунок 3.3.Условно-графическое обозначение а) генератора переменного напряжения; б) генератора постоянного напряжения.

Химические источники напряжения.

Следующим по значимости методом получения электрической энергии является применение химических батарей. Составной частью батарей являются два электрода, изготовленные из разнородных металлов (к примеру меди и цинка) и погруженные в электролит (раствор кислоты, щелочи или соли). Они создают контакт между цепью и электролитом. Из медного электрода с помощью электролита извлекаются свободные электроны, а цинковый электрод эти электроны притягивает. Таким образом, медный электрод имеет положительный заряд, а цинковый отрицательный. Несколько таких элементов, соединяясь вместе, образуют батарею. Некоторые образцы химических источников напряжения представлены на рисунке 3.4.

 

Рисунок 3.4. Химические источники напряжения

На рисунке 3.5 показаны условно-графические обозначения химического элемента и батареи химических элементов.

 

Рисунок 3.5.УГО а)химического элемента; б) батерии.

Источники напряжения, преобразующие световую энергию в электрическую.

В электрическую энергию может быть преобразована и световая энергия, путем попадания света на фоточувствительную пленку в солнечном элементе. В основе солнечных элементов лежит использование фоточувствительной пленки, изготовленной из полупроводников. При освещении фоточувствительной пленки светом, происходит выбивание электронов со своих орбит. Тем самым образуются область отрицательно заряженных свободных  электронов и область положительно заряженных дырок на соответствующих электродах. Так отдельный солнечный элемент вырабатывает небольшое напряжение. На рисунке 3.6 показано общее условно-графическое обозначение солнечного элемента.

Рисунок 3.7. УГО солнечного элемента

Для получения необходимого напряжения солнечные элементы соединяются в солнечные батареи (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7. Солнечная батарея

В настоящее время солнечные батареи находят все большее и большее применение.

Источники напряжения, преобразующие тепловую энергию в электрическую.

Тепловую энергию можно преобразовать в электрическую с помощью, так называемой, термопары (рисунок 3.8).

 

Рисунок 3.8. Термопара

Условно-графическое обозначение термопары показано на рисунке 3.9.

 

Рисунок 3.9.УГО термопары

В основе принципа действия термопары лежит термоэлектрический эффект. Термопара состоит из двух спаянных вместе разнородных металлов. При нагревании в одном металле (например, в меди), в силу его свойств возникает множество свободных электронов, которые он с легкостью отдает другому металлу, (например железу). В следствие этого медь приобретает положительный заряд, так как отдала электроны, а железо отрицательный. На концах такой термопары появляется небольшое напряжение. Данное напряжение прямо пропорционально количеству полученного тепла.
В основном широкое применение термопары нашли в измерительной технике.

Пьезоэлектрические источники напряжения.

Некоторые кристаллические материалы обладают пьезоэлектрическим эффектом. К таким материалам относится: титанат бария, сегнетова соль, турмалин, кварц. Суть эффекта в том что при приложении давления на данные материалы возникает небольшая разность потенциалов, то есть напряжение.
При отсутствии давления отрицательные и положительные заряды распределены хаотично в кристалле. В случае приложения давления, электроны распределяются только на одной стороне материала, тем самым создается область отрицательных зарядов и область положительных зарядов. Напряжение снимается с помощью специальных электродов и возникает только при приложенном давлении. Это явление называется прямым пьезоэффектом. Пьезоэффект обратим.
Прямой пьезоэлектрический эффект используется в зажигалках, в кристаллических микрофонах и в различных датчиках.
Условно-графическое обозначение пьезоэлемента приведено на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10. УГО пьезоэлемента

Заметим, что явления, на которых основаны все шесть источников напряжения, обратимы.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

www.sxemotehnika.ru