Измерение

Измерение – нахождение значения физической величины (например, силы тока в электрической цепи, температуры и др.) опытным путем с помощью специальных технических средств. По способу получения значения все измерения делятся на четыре основных вида: прямые, косвенные, совокупные и совместимые.

При прямом измерении искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (например, измерение длинны линейкой, температуры – термометром, объема жидкости – мерником, электрического напряжения - вольтметром); при косвенном – на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (например, объем прямоугольного параллелепипеда можно определить по результатам прямых измерений длинны в трех взаимно перпендикулярных направлениях; электрическое сопротивление – по результатам измерений падения напряжения, силы тока и др.). Находить значения некоторых величин, а также получать более точные результаты легче и проще путем косвенных измерений. Иногда прямые измерения практически невозможно осуществить (например, измерить плотность твердого тела, определяемую обычно по результатам измерений объема и массы).

Совокупными называются измерения, в которых значения величин находятся по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Результаты определяются путем решения системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений (например, измерения, при которых массы отдельных гирь набора находят по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь). Совместными считаются измерения двух или нескольких неодноименных величин, производимые одновременно (прямые или косвенные).

Измерение мощности

Измерение мощности — определение мощности, потребляемой цепью переменного или постоянного токов, с помощью измерительных приборов. Например, измерив напряжение U и силу тока I в цепи постоянного тока, можно определить мощность P=UI. Мощность измеряется специальным прибором — электродинамическим ваттметром. Он состоит из электродинамического измерительного механизма, шкала которого проградуирована в единицах мощности. Неподвижная катушка ваттметра называется токовой или последовательной, так как соединяется последовательно с приемниками энергии. Подвижная катушка и безреактивное добавочное сопротивление из манганина составляют цепь напряжения, или параллельную цепь ваттметра, и присоединяются параллельно приемнику энергии. Угол поворота подвижной части пропорционален мощности α=K1IIи=K1IU/rП=K2IU=K2P. Для измерения активной мощности цепи переменного тока (P=IUcosφ) применяются электродинамические и ферродинамические ваттметры. Так как угол поворота подвижной части измерителя пропорционален IIиcosφ, а Iи=U/rП и совпадает с ним по фазе, то угол сдвига ψ между силой тока в катушках измерителя равен углу сдвига фаз φ между силой тока I и напряжением U, а следовательно, пропорционален активной мощности цепи α=K1IIИcosψ=(K1IUcosφ)/rП=K2IUcosφ=K2P. Зажим токовой катушки ваттметра, соединяемый с источником питания, и зажим параллельной цепи, соединяемый с токовой катушкой, называются генераторными и отмечены на приборе звездочками. При сборке схемы зажимы токовой катушки или цепи напряжения нельзя менять местами, так как это влечет за собой изменение направления силы тока или фазы соответствующего тока на половину периода, вызывая поворот подвижной части ваттметра в обратную сторону. Включение ваттметра в цепь переменного тока с напряжением свыше 220 В и силой тока в 5 А производится через измерительные трансформаторы.

И