Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Электростатические вольтметры⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 11
Электростатическими называют приборы, в которых электроды перемещаются под действием сил электростатического поля. Для измерения высокого постоянного напряжения используют электростатические вольтметры (рис. 4.13).
Рис. 4.13. Схема электростатического вольтметра: 1 – подвижная пластина; 2 – неподвижная пластина; 3 – пружина; 4 – стрелка; 5 – шкала
При приложении постоянного напряжения к неподвижному электроду 2 подвижный электрод 1 перемещается на расстояние dL, в пружине возникает сила F. Работа силы F при перемещении пластины равна FdL. Сближение пластин приведет к изменению энергии конденсатора на величину U2dC/2. Работа силы F равна изменению энергии конденсатора:
или (4.19)
Знак минус указывает на то, что увеличение емкости соответствует уменьшению расстояния. Емкость между плоскими электродами
(4.20)
где S – площадь электрода; L – расстояние между дисками. Найдём производную емкости по расстоянию:
(4.21)
Подставим (4.21) в выражение (4.19):
(4.22)
Из (4.22) найдем напряжение:
(4.23)
Достоинством электростатического вольтметра является линейность шкалы, что видно из формулы (4.23). Предел измерения и чувствительность вольтметра регулируются площадью пластин и упругостью пружины.
Делитель напряжения
На рис. 4.14, а изображен активный делитель напряжения. Недостатком такого делителя при измерении переменного и импульсного напряжения являются паразитные емкости и индуктивности из-за больших конструктивных размеров.
а б в
Рис. 4.14. Измерение высоких напряжений: а – активный делитель напряжения; б – емкостной делитель напряжения; в – емкостно-выпрямительная схема
Переменное и импульсное напряжение можно измерить, применяя емкостной делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенных емкостей C1 и C2 (рис. 4.14, б). Для измерения переменного напряжения может быть использована емкостно-выпрямительная схема (рис. 4.14, в), измеряемый ток протекает по цепи: емкость C, вентиль V 2 и гальванометр, показания которого тем больше, чем выше напряжение ВН. Вентиль V1 замыкает отрицательные волны на землю и не пропускает их в гальванометр.
Генерирующий вольтметр
Генерирующий вольтметр предназначен для измерения высокого постоянного напряжения. Схема вольтметра изображена на рис. 4.15.
Рис. 4.15. Генерирующий вольтметр: 1 – высоковольтный электрод; 2 – охранное кольцо подвижный диск; 3 – подвижный электрод; 4 – катушка с сердечником; 5 – гальванометр
При подаче на катушку 4 переменного напряжения с частотой ω подвижный диск 3 начинает колебаться с той же частотой. Емкость между дисками постоянно изменяется, и по цепи измерительного прибора протекает емкостный ток , (4.24) где C – емкость между дисками, U – измеряемое напряжение. Чем больше величина измеряемого напряжения, тем больший ток зафиксирует гальванометр. Поле между электродами 1 и 3 однородно благодаря наличию охранного кольца 2. Достоинством генерирующего вольтметра является высокое входное сопротивление.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Техника высоких напряжений: Учеб. для студентов электротехнических специальностей вузов / Под общ. ред. Д.В. Разевига. – М.: Энергия, 1976. – 487 с. 2. Иерусалимов М.Е. Техника высоких напряжений / М.Е. Иерусалимов, Н.Н.Орлов. – Киев: Изд-во Киев. ун-та, 1967. – 443 с. 3. Высоковольтное испытательное оборудование и измерения / Под общ. ред. А.А. Воробьева – М.: Госэнергоиздат, 1963. – 584 с. 4. Юман М. Молния. – М.: Мир, 1972. – 328 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Ковригин Леонид Александрович
ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ
Конспект лекций
Лит. редактор Н.Г.Важенина Техн. редактор и корректор Г.Я. Шилоносова
Лицензия ЛР № 020370
Подписано в печать 02.03.05. Формат 60х90/16. Набор компьютерный. Тираж 300 экз. Усл. печ. л. 5, 25. Уч.-изд. л. 4, 3 Заказ № 26. . Редакционно-издательский отдел Пермского государственного технического университета Отпечатано на ротапринте Пермского государственного технического университета Адрес: 614600, Пермь, Комсомольский пр., 29а
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-04; Просмотров: 806; Нарушение авторского права страницы