Pomiar rezystancji uzwojeń i izolacji.

Wstęp teoretyczny.

Opór izolacji przewodów i urządzeń elektrycznych powinien być nie mniejszy niż 1000 Ω na 1 V napięcia roboczego

1.Pomiar omomierzem.

Pomiar przeprowadza się przez przyłożenie omomierza do końców badanego uzwojenia.

2.Pomiar mostkiem technicznym Whatsone'a.

Metody mostkowe należą do najdokładniejszych metod pomiarowych. Mostek Whatsone'a stosuje się w zakresie oporów od 0,1Ω do około 10⁶Ω. Poniżej tej wartości mostek Whatsone'a daje zbyt duże uchyby głównie z powodu oporów doprowadzeń.

3.Metoda techniczna.

Pomiar rezystancji metodą techniczną jest oparty na prawie Ohma.Dla dokładniejszego pomiaru potrzebna jest znajomość oporu wewnętrznego użytych mierników , amperomierza R_a i woltomierza R_v.

a)Metoda dokładnego pomiaru prądu. Kiedy uwzględni się spadek napięcia na amperomierzu można mierzyć rezystancję o dowolnej wartości nie popełniając błędu wynikającego z metody pomiaru .

Wartość rezystancji obliczamy ze wzoru:

R_x=U_v-U_a/I_a=U_v-U_a*R_a/I_a

Jeżeli za pomocą tego układu mierzymy duże wartości rezystancji (R_x>>R_a),to można przyjąć: R_x=R=U_v/I_a

Wartość błędu którym jest obarczony pomiar, wynosi:

δ%=R-R_x/R_x*100=U_a/U_v-U_a*100.

b)Metoda dokładnego pomiaru napięcia.Po uwzględnieniu wartości prądu płynącego przez woltomierz można mierzyć również rezystancję o dowolnej wartości. Wartość rezystancji obliczamy ze wzoru:

R_x=U_v /I_a-I_v=U_r/I_a-U_v/R_v=R+R²/R_v-R

Dla małych wartości rezystancji (R_x<<R_v) można przyjąć:

R_x=R=U_v/I_a

Wartość błędu pomiaru określa wzór:

δ%=R-R_x/R_x*100=-I_v/ I_a*100.

4.Badanie izolacji.

Stan izolacji uzwojeń mierzymy omomierzem przystosowanym do pomiaru bardzo dużych wartości rezystancji ( induktor, omomierz).Dwa krańcowe przypadki umożliwiają nie tylko mierzenie rezystancji izolacji, ale także użycie induktora do badania układów połączeń ,ciągłości przewodów , szukania nieoznakowanych uzwojeń itd.

W ćwiczeniu badamy rezystancję izolacji maszyny między poszczególnymi uzwojeniami oraz między uzwojeniami i obudową. Do pomiaru rezystancji izolacji używamy zawsze induktora o napięciu znamionowym wyższym o jeden stopień od napięcia przewodowego danego urządzenia czy instalacji.

Przebieg ćwiczenia.

1. Wyznaczenie początków i końców uzwojeń:

EA GA FA D

C EB HB FB

Rys.nr 1.

II.Pomiar rezystancji uzwojeń za pomocą omomierza i mostka technicznego Wheatsone'a.

Tabela 1.

Przyrząd	RA	RB	RC	RD	Uwagi
Omomierz
Mostek Wheatsone'a

2. Pomiar rezystancji metodą techniczną.

W I_a

A

R_x

V U_v

R_d

Rys. 2.1.Układ do pomiaru rezystancji metodą techniczną przy dokładnym pomiarze prądu.

W I_a

A

V U_v R_x

R_d

Rys. 2.2.Układ do pomiaru rezystancji metodą techniczną przy dokładnym pomiarze napięcia.

Tabela 2.1.

Oznaczenie oporu	Lp.		Układ A						Układ B						Uwagi
						Uv	Ia	Ra	Ua	δ	Rx+ΔRx	Uv	Ia	Rv			Iv	δ	Rx-ΔRx
						V	mA	Ω	mV	%	mΩ	V	MA	Ω	mA	%	mΩ
		1	1 2 3	26 25,5 24	16 15,5 14	0,77 0,77 0,77	12,32 11,93 10,78	0,047 0,046 0,044	1587,75 1628,07 1766,31	27 26 25	18,6 18 17,5	30000 30000 30000	0,9 0,86 0,83	4,83 4,8 4,7	1514,01 1514,01 1514,01
		2	1 2 3	1,3 1,2 1,0	630 600 580	0,011 0,011 0,011	6,93 6,6 6,38	0,535 0,55 0,64	2,19 2,07 1,51	18,6 18 18,5	48 42 39	3000 3000 3000	0,032 0,030 0,029	0,66 0,07 0,07	2,13 2,13 2,13
		3	1 2 3	1,26 1,16 1,2	1860 18001790	0,011 0,011 0,011	20,46 19,8 19,69	1,650 1,73 1,66	0,68 0,62 0,66	0,084 0,08 0,076	137 130 125	3000 3000 3000	0,028 0,026 0,025	0,02 0,02 0,02	0,61 0,59 0,61

Przykładowe obliczenia dla układu A:

1)Obliczenie oporu wewnętrznego miliamperomierza

2)Obliczenie V_a:

3)Obliczenie rezystancji R_x

4)Obliczenie wartości błędu:

5)Obliczanie ΔR_X:

R_Xśr=1660,71

R_X1=1624,23

ΔR_X1=-36,48

6)ObliczeniaR_X+ΔR_X:

R_X1+ΔR_X=1624,23-36,48=1587,75

Przykładowe obliczenia dla układu B:

1)Obliczenie oporu wewnętrznego woltomierza:

2)Obliczenie I_V:

3) Obliczenie rezystancji:

4)Obliczenie błędu:

5)Obliczenie ΔR_X:

R_Xśr=1514,01

R_X1=1525,42

ΔR_X1=11,41

6)Obliczenie R_X+ΔR_X:

R_X1-ΔR_X=1525,42-11,41=1514,01[mΩ]

Tabela 2.2.

Nazwa urządzenia	RC-REA	REA-REB	REA-RFB	RD-REB	RD­-REA	RD-RFA	RD-RFB	RD-0	RFB-0	RFA-0	REB-0	RC-0	REA-0	RC­-REB
Induktor J8 IV a 2430	100	150	150	15	100	100	15	20	15	100	25	10	100	15

Wnioski:

Bezpośrednie pomiary rezystancji omomierzem są mało dokładne i mają znaczenie jedynie orientacyjne .Dokładne pomiary przeprowadza się metodami pośrednimi , z których najczęściej stosuje się metodę techniczną i metody mostkowe. Przy metodzie technicznej w zależności od mierzonego oporu stosuje się układ pomiarowy z dokładnie mierzonym napięciem (układ B) lub z poprawnie mierzonym prądem (układ A).Przez zastosowanie odpowiedniego układu i mierników odpowiedniej klasy można osiągnąć dużą dokładność pomiarów. Metody mostkowe należą, do najdokładniejszych metod pomiarowych.

---