9. Masurarea tensiunii electrice

 

 

Competente :

 

Toti elevii trebuie  :

 

C1. sa explice in ce conditii la bornele unei componente apare o tensiune (care este cauza aparitiei unei tensiuni electrice);

 

C2.  sa noteze corect tensiunea in curent continuu si tensiunea in curent alternativ ;

 

C3. sa identifice si sa noteze corect unitatea de masura pentru tensiune ;

 

C4. sa transforme unitatile de masura ale tensiunii electrice ;

 

C5. sa denumeasca si sa aleaga aparatul de masura potrivit pentru masurarea tensiunii electrice ;

 

C6. sa descrie si sa utilizeze corect aparatele pentru masurarea tensiunii electrice ;

 

C7. sa masoare tensiunea electrica in diverse situatii ;

*

C1. in ce conditii la bornele unei componente apare o tensiune (care este cauza aparitiei unei tensiuni electrice) ?

 

R : ca sa apara o tensiune la bornele unei componente este necesar ca aceasta sa fie legata la o sursa de tensiune (figura 1);

 

 

Aplicatie: 1. Un rezistor este legat la o sursa de tensiune care are la borne 2V; ce diferenta de potential este la bornele rezistorului ? (1p)

**

C2.  notarea tensiunii in curent continuu si tensiunea in curent alternativ :

 

R : in curent continuu tensiunea se noteaza cu litera “U” iar in curent alternativ , cu “u” ;

***

C3. unitatea de masura pentru tensiune :

 

voltul [V]

****

C4. transformarea unitatilor de masura ale tensiunii electrice :

 

Tabelul 1- transformarea unitatilor de masura pentru tensiunea electrica

 

mV

V

kV

1 mV

1

10-3

10-6

1 V

103

1

10-3

1 kV

106

103

1

Aplicatie : 2. calculati : a) 2,5 V= ? mV (2p); b) 150mV=?V (2p);

c) 0,75 kV=? V (2p); d) 521V=?kV (2p); e) 0,025kV=?mV (2p);

f) 2500mV=?V (2p) ;

*****

C5. tipuri de aparate de masura folosite pentru masurarea tensiunii electrice :

Tabelul 2 - voltmetre

Volt-metre analo-

gice

de curent continuu

 

cu un domeniu de masurare

 cu mai multe domenii de masurare

 

de curent alterna-

tiv

cu un domeniu de masurare

 cu mai multe domenii de masurare

Volt-metre digita-le

 

 

 

 Multi-

metre

analogice

 

 

digitale

 

 

 

● La alegerea aparatelor pentru masurarea tensiunii se tine cont de valoarea marimii de masurat (aparatele sunt construite pe domenii de masurare) si de tipul curentului (alternativ sau continuu) ;

 

● sunt aparate care lucreaza numai in curent continuu sau numai in curent alternativ ;

 

● sunt aparate care au un singur domeniu de masurare sau mai multe domenii ;

 

● sunt aparate care pot masura tensiunea in curent continuu si in curent alternativ, avand , pentru fiecare functie, mai multe domenii de masurare ;

******

C6. descrierea si utilizarea corecta a aparatele pentru masurarea tensiunii electrice ;

 

 

fig.2 - Voltmetru pentru curent continuu;

●Domeniul de masurare :0 V- 500V ;

●Scara directa si uniforma ; ●valoarea diviziunii :

(500-100)/40=10V/diviziune

 

Fig. 3 – voltmetru pentru curent continuu;

●Domeniul de masurare: 0V-5V;

●Scara directa si uniforma; ●valoarea diviziunii : (5V-0V)/50div=1V/10div=0,1V/diviziune;

 

 

figura 4 – voltmetru pentru curent alternativ

●un singur domeniu de msurare (100V – 500V);

●scara directa si uniforma, cu zero deplasat;

●valoarea diviziunii :

(500V-100V)/40 div=10V/div;

fig. 5 – voltmetru cu doua domenii de masurare

● o singura scara directa si uniforma ;

●constanta aparatului se determina pentru fiecare din cele doua scari gradate;

●valoarea diviziunii difera in functie de domeniul de asurare;

 

Text Box:

selector pentru domeniul de masurare (250V si 500V)
 
Fig.6 – voltmetru pentru curent alternativ si curent continuu, cu doua domenii de masurare (De Lorenzo)

●scara gradata este directa si uniforma
 

selector pentru curent (alternative sau continuuu)
 
(0V-150V ; 0V-500V)

 


 

Curent alternativ

fig.7 – voltmetre digitale

 

fig.8 – voltmetru digital (constructie)

 

fig.9 - voltmetru digital –schema electrica

 

Aplicatii : 3. Un voltmetru analogic are domeniul de masurare cuprins intre valorile 100 mV si 500mV; scara gradata are 50 de diviziuni ; care este valoarea unei diviziuni? (4p)

 

4. Un voltmetru analogic are domenille de masurare corespunzatoare vlaorilor 5V si 10V; scara gradata are 100 de diviziuni; a) determinati care sunt valorile diviziunilor scarii gradate pentru fiecare domeniu de masurare ? (2*4p=8p) b) ce domenii de masurare folosim pentru a masura tensiunile egale aproximativ cu 0,75 V si  8V ?  (2*1p=2p) c) care sunt valorile limita (minima si maxima) ale fiecarui domeniu de masurare ? (2*2p=4p)

 

5. Ce se intampla daca legam voltmetrul intr-un circuit , in serie cu rezistorul la bornele caruia vrem sa aflam tensiunea ? (2p)

 

6. Un voltmetru analogic are in curent continuu domeniile corespunzatoare valorilor 10V si 50V si in curent alternativ – domeniile 50V si 100 V . Enumerati operatiile pe care trebuie sale faca operatorul uman ca sa masoare tensiunile  a) 2,5V- in curent continuu (6p) si b) 75V – in curent alternativ; (6p)

 

*******

C7. Tehnica masurarii tensiunii electrice;

 

● Pentru masurarea tensiunii electrice cu voltmetrele (digitale sau analogice) se conecteaza aparatul in paralel cu componenta de circuit la bornele careia trebuie masurata aceasta marime (vezi figura 10).

 

Fig. 10 - Schema de montare a voltmetrului in circuitul de masurare

 

 

● La voltmetrele analogice cu mai mult domenii de masurare se determina (pentru domeniul utilizat) constanta aparatului (valoarea diviziunii) cu relatia KV= Rn /Ndiv sc grad , in care Rn este valoarea din dreptul selectorului; Ndiv sc grad – numarul de diviziuni ale scarii gradate ;

 

● Valoarea marimii de masurat este egala cu ndiv*KV (ndiv- numarul de diviziuni corespunzatoare marimii de masurat).

 

● Pentru masurarea tensiunii, cu voltmetrele digitale, se parcurg etapele :

- se conecteaza voltmetrul in paralel cu componenta la bornele careia se determina tensiunea;

- se selecteaza domeniul de masurare (daca voltmetrul are mai multe domenii);

- se citeste valoarea afisata numeric pe dispozitivul de citire;

                 Tabelul 3 – notarea activitatilor 1,2,3,4,5,6 ;               

aplicatia numarul

subpunctul

Punctaj maxim (Pmax)

Punctaj acordat

(Pac)

1

-

1

 

2

a

2

 

b

2

 

c

2

 

d

2

 

e

2

 

f

2

 

3

-

4

 

4

a

8

 

 

b

2

 

 

c

4

 

5

-

2

 

6

a

6

 

b

6

 

Total puncte

45

 

Nota =(Pac/45)*9+1(din oficiu)

 

 

 

Lucrare de laborator:

 

1.Mijloace de lucru: voltmetre analogice, voltmetre digitale, multimetre analogice, multimetre digitale, surse de tensiune electrochimice, computerul.

2. Cerinte:

 

2.1. Masurati tensiunea electrica a surselor electrochimice puse la dispozitie, folosind, pe rand, a) voltmetrul analogic, b)voltmetrul digital c) multimetrul analogic si d) multimetrul digital;treceti date le in tabelul 4, dat mai jos (e.tabelul va fi realizat si completat in EXCEL, utilizand computerul (10p)) :

 

Tabelul 4 – Masurarea tensiunii electrice

a) tensiunea masurata cu  voltmetrul analogic

tensiunea inscrisa pe sursa (1p)

 Uinscris [V]

tip aparat (1p)

valoarea tensiunii masurate (6p)

Umas [V]

eroarea de masurare ΔUva=Umas –

U inscris [V]

(2p- pentru eroare mica)

 

 

 

 

b) tensiunea masurata cu  voltmetrul digital

tensiunea inscrisa pe sursa (1p)

 Uinscris [V]

tip aparat (1p)

valoarea tensiunii masurate (6p)

Umas [V]

eroarea de masurare ΔUva=Umas –

U inscris [V]

(2p- pentru eroare mica)

 

 

 

 

c) tensiunea masurata cu  mutimetrul analogic

tensiunea inscrisa pe sursa (1p)

 Uinscris [V]

tip aparat (1p)

valoarea tensiunii masurate (6p)

Umas [V]

eroarea de masurare ΔUva=Umas –

U inscris [V]

(2p- pentru eroare mica)

 

 

 

 

d) tensiunea masurata cu  mutimetrul digital

tensiunea inscrisa pe sursa (1p)

 Uinscris [V]

tip aparat (1p)

valoarea tensiunii masurate (6p)

Umas [V]

eroarea de masurare ΔUva=Umas –

U inscris [V]

(2p- pentru eroare mica)

 

 

 

 

 

2.2.  Masurati tensiunea sursei pusa la dispozitie, cu un voltmetru analogic care are mai multe domenii de masurare , selectand : a) domeniul corespunzator valorii inscrise pe sursa (Udn) si, apoi, b) cu un domeniu mai mare (Ud marit) ;

c) comparati rezultatele, calculand diferenta ΔU=Udn- Ud marit ;

d) completati tabelul 5 , in Excel, folosind computerul (10p);

e) explicati diferenta de rezultat  (5p).

 

Tabelul 5 – Masurarea tensiunii cu voltmettrele cu mai multe domenii de masurare

 

Valoarea tensiunii in :

Diferenta de tesniune

 

Domeniul normal de masurare

Udn [V]

Domeniul de masurare marit

Ud marit [V]

Tensiunea inscrisa pe sursa

Uinscris [V] (1p)

Valoarea domeniului de msurare [V]

(1p)

Valoarea tensiunii indicata de aparat [V] (6p)

Valoarea domeniului de msurare [V] (1p)

Valoarea tensiunii indicata de aparat [V]

(6p)

ΔU =

Udn- Ud marit

[V]

(1p)

 

 

 

 

 

 

 

Tabelul 6 – notarea activitatilor corespunzatoare lucrarii de laborator

aplicatia numarul

subpunctul

Punctaj maxim (Pmax)

Punctaj acordat

(Pac)

2.1

a

10

 

b

10

 

c

10

 

d

10

 

e

10

 

2.2

Inscrierea tensiunii de pe sursa

1

 

a

7

 

b

7

 

c

1

 

d

10

 

e

5

 

Total puncte

81

 

Nota =(Pac/81)*9+1(din oficiu)

 

 

 

Test la final de lectie

 

Masurarea tensiunii electrice

 

1. Tensiunea electrica este o marime :

a) vectorial;

b) electrica;

c) mecanica;

d) scalara;

========================

2. Tensiunea electrica, in curent continuu, se noteaza cu :

a) u;

b) TE;

c) U;

d) t;

======================

3. Tensiunea elctrica in curent alternativ se noteaza cu :

a) ACV;

b) u;

c) DCV;

d) VAC;

======================

4. Tensiunea electrica in curent continuu se noteaza cu :

a) ACV;

b) DCV;

c) u;

d) CCU;

========================

5. Unitatea de masura pentru tensiunea electrica este :

a) A;

b) Ω;

c) C;

d) V;

==========================

6. Tensiunea de 55mV este egala cu :

a) 55*1000 V;

b) 55/1000 V;

c) 1000/55 V;

d) 0.55 V;

=========================

7. Tensiunea electrica de 0.100 V este egala cu :

a) 0.1 kV;

b) 1 mV;

c) 100 mV;

d) 10 mV;

===========================

8. Tensiunea de 0.80 kV este egala cu :

a) 80 V;

b) 800 mV;

c) 800 V;

==============================

9. Tensiunea de 2500 V este egala cu :

a) 2.5 kV;

b) 2.5 mV;

c) 250 mV;

d) 250 kV;

==========================

10. Tensiunea electrica de 1250 mV este egala cu :

a) 1250/100 V;

b) 1250*1000 V;

c) 1250/1000000 V;

d) 1250*1000000 V;

============================

11. Tensiunea electrica are ca efect :

a) aparitia curentului electric;

b) racirea unui conductor;

c) modificarea rezistentei eelctrice a unui conductor;

========================

12. Produce tensiune electrica :

a) un bec;

b) o baterie electrochimica;

c) masina de spalat;

d) uscatorul de par;

e) dinamul de la bicicleta;

f) transformatorul electric;

==============================

13. Masurarea tensiunii electrice se realizeaza cu :

a) ohmmetrul;

b) ampermatrul;

c) voltmetrul;

d) wattmetrul;

===========================

14. Poate masura tensiunea electrica :

a) multimetrul;

b) RLC-metrul;

c) fracventmetrul;

d) contorul de energie electrica;

=================================

15. Pentru masurarea tensiunii electrice la bornele unui rezistor, voltmetrul se leaga :

a) in serie cu rezistorul;

b) in paralel cu rezistorul;

c) in paralele cu sursa de tensiune si in serie cu rezistorul;

============================

16. Voltmetrul analogic magnetoelectric are scara gradata :

a) inversa si uniforma;

b) neuniforma si directa;

c) directa si uniforma;

d) inversa si neuniforma;

==========================

17. Un voltmetru analogic are domeniile de masurare 100 mV, 2V si 10V. Pentru a masura o tensiune de aproximativ 1V, selectam domeniul:

a) 100 mV;

b) 2V;

c) 10V;

==========================

18. Daca un voltmetru se leaga in serie cu rezistorul (la bornele caruia trebuie masurata tensiunea electrica) , atunci:

a) voltmetrul se supraincalzeste;

b) rezistorul se supraincalzeste;

c) intensitatea curentului prin rezistorul scade foarte mult ;

d) se introduce eroarea de masurare;

================================

19. Daca la voltmetru analogic care are domeniile de masurare 100 mV, 1V si 5V se selecteaza, pentru masurarea tensiunii de 200 mV, domeniul 5V, atunci:

a) aparatul se deterioreaza prin supraincalzire;

b) se introduce o eroare mare de masurare;

c) acul aparatului se deplaseaza spre stanga;

=============================================

20. Daca la un voltmetru analogic care are domeniile de masurare 1V, 5V, 10V, selectorul se afla in dreptul domeniului 5V - cand se masoara tensiunea de 9V, atunci :

a) aparatul se supraincalzeste , existand riscul deteriorarii;

b) acul indicator se deplaseaza spre stanga scarii gradate;

c) se introduce o eroare grosolana de masurare;

d) acul indicatoru se deplaseaza pana la opritorul din dreapta scarii gradate;

=========================================

21. Un voltmetru analogicare scara gradata formata din 50 diviziuni si domeniul de masurare cuprins intre valorile 0V si 10V. Valoarea diviziunii voltmetrului este :

a) 10/50 V/div;

b) 50/10 V/div;

c) 10*50 V/div.

============================

22. Un voltmetru digital are domeniile de masurare 100 mV, 1V, 5V. Daca selectorul se afla in dreptul valorii 1V, atunci valorile minima si maxima ale domeniului de masurare sunt:

a) 0 V-1 V;

b) 100 mv-1V;

c) 1 V-5 V;

d) 100 mV-0.99 V;

==========================

23. La un voltmetru analogic cu scara gradata de 100 diviziuni si valorile extreme 0V - 10V, acul indicator se afla intre reperele 45 si 46. In aceasta situatie, valoarea masurata a tensiunii este egala cu :

a) (100/10)*45 V;

b) (100/10)*46 V;

c) (10/100)*45 V;

d) 45/10 V;

e) 45/100 V;

f) 45*10 V;

g) 45*100 V

===========================