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

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.

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.

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

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

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

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

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).

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

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

Měření impedance 2. Měření impedance pomocí tří voltmetrů 1. 2. 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 Hraniční impedance pro volbu vhodné metody: Obě metody lze použít pro výpočet činného výkonu: 1. 2.

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

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

Úkoly 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?

Doporučená literatura Elektrotechnická měření. 1. vyd Doporučená literatura Elektrotechnická měření. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2002, 255 s. ISBN 80-730-0022-9. Zdroje Obrázky: archív autora