Měření impedance

1. Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební, Opava, příspěvková organizace, Boženy Němcové 22/2309, 746 01 Opava Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0713 Název projektu: Zvyšování klíčových aktivit Předmět, ročník: Elektrická měření, 2. ročník - elektro, 3. ročník - mechanik Název sady vzdělávacích materiálů: Elektrická měření Sada číslo:ICT-72A Pořadové číslo vzdělávacího materiálu: 11 Označení vzdělávacího materiálu:VY_32_INOVACE_ICT-72A-11 Téma vzdělávacího materiálu: Měření impedance Druh učebního materiálu: Digitální učební materiál, prezentace Autor: Ing. Karel Stacha Anotace: DUM objasňuje metody měření impedance, nacvičuje pravidla pro zacházení s měřicími přístroji; potřebná zařízení - interaktivní pracoviště, zdroj napětí, wattmetr, voltmetr, ampérmetr, galvanoměr, měřicí pracoviště Metodické poznámky: Materiál je vhodný pro učební obory elektrotechnické Vytvořeno:25. 2. 2013 Ověření ve výuce:6. 3. 2013

2. Měření impedance Z[Ω] = impedance Impedance je celkový odpor ve střídavém obvodu, je tvořena složkou činnou ( R), která je vytvořená rezistancí, a jalovou (X) složkou, která je tvořená kapacitancí XC nebo induktancí XL. Činná a jalová složka jsou na sebe navzájem kolmé, všechny tedy vytvoří pravoúhlý trojúhelník. Kapacitance a induktance působí proti sobě, složky se od sebe odečítají.

3. Měření impedance • Činná složka impedance způsobuje v obvodu elektrického proudu ztrátu výkonu, imaginární (jalová) způsobuje fázový posun proudu vůči napětí. • Impedance je vyjádřena pomocí komplexního čísla: Pozn.: j = tzv. komplexní číslo, má význam (hodnotu) -1 Výroky: j . j = -1 … jalová složka x jalová složka = činná složka j . j . j = -j … jalová složka x činná složka = jalová složka záporná j . j . j . j = 1 … činná složka Každým dalším násobkem s „j“ se příslušný vektor otočí o 90° proti směru otáčení hodinových ručiček.

4. Měření impedance Schéma zapojení pro měření malých impedancí • Měření impedance A-metrem, V-metrem a W-metrem Schéma zapojení pro měření velkých impedancí

5. Měření impedance Výpočet: 1. Měření impedance A-metrem, V-metrem a W-metrem Pro případ cívky: Pro případ kondenzátoru: Pro hraniční impedanci:

6. Měření impedance 2. Měření impedance pomocí tří ampérmetru Schéma zapojení Fázorový diagram

7. Měření impedance 2. Měření impedance pomocí tří ampérmetru Výpočet: Kosínova věta pro ∆ ABC Protože:

8. Měření impedance 2. Měření impedance pomocí tří ampérmetru Vlastnosti metody: Metoda je nejpřesnější, je-li IR a IZ srovnatelný, pak je fázový posun velký. Metoda je vhodná pro měření velkých impedancí, např. cívka s feromagnetickým jádrem, lze zanedbat impedanci A-metru. Použijeme-li měřicí přístroje s třídou přesností 0,5; bude přesnost měření impedance okolo 5% ( platí pro obě metody).

9. Měření impedance 2. Měření impedance pomocí tří voltmetrů Schéma zapojení Fázorový diagram

10. Měření impedance 2. Měření impedance pomocí tří ampérmetru Výpočet: Kosínova věta pro ∆ ABC Protože:

11. Měření impedance Vlastnosti metody: Metoda je vhodná pro malé impedance, kdy platí RV> >ZX, Metoda je nejpřesnější, když UZ = UR. Proto je vhodné RN použít jako nastavitelnou dekádu 2. Měření impedance pomocí tří voltmetrů Hraniční impedance pro volbu vhodné metody: Obě metody lze použít pro výpočet činného výkonu: 1. 2.

12. Měření impedance Pro vyvážený můstek platí: 3. Měření impedance pomocí obecného můstku Schéma zapojení

13. Měření impedance Impedance vyjádříme komplexními čísly: 3. Měření impedance pomocí obecného můstku Po úpravě: Dvě podmínky pro rovnováhu můstku:

14. Vlastnosti můstkové metody: • vysoká přesnost (tím větší, čím je NI- nulový indikátor citlivější) 0,1% • pro měření kapacity - Wienův m., Scheringův m. • pro měření indukčnosti: Maxwell-Wienův m. Úkoly • Definuj, co je impedance. • Která metoda je vhodná pro malé impedance? • Která metoda je vhodná pro velké impedance? • Kdy je měření malé impedance nejpřesnější? • Kdy je měření velké impedance nejpřesnější? • Jaká je běžně dosahovaná přesnost metod tří přístrojů? • Co je to komplexní číslo? • Co je činná složka impedance, jaký má vliv na el. obvod? • Co je jalová složka impedance, jaký má vliv na el. obvod? • Která metoda je nejpřesnější?

15. Doporučená literaturaElektrotechnická měření. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2002, 255 s. ISBN 80-730-0022-9. ZdrojeObrázky: archív autora