13
1 Бөлім. Негізгі бөлім
1.1 Өлшеу және электрлік параметрлердің жалпы түсінігі
Электрлік параметрлерді өлшеу электроника аспаптарын жасауда және
өндіруде міндетті бөлім болып табылады. Өндірілетін құрылғылардың
сапасын бақылау үшін солардың параметрлерін кезең-кезеңімен бақылау
талап етіледі. Болашақ бақылау-өлшеу кешенінің функционалдық жүйелерін
дұрыс анықтау электрлік өлшеу түрлерін анықтауды талап етеді: өнеркәсіптік
немесе зертханалық, толық немесе таңдамалы, статистикалық немесе бір
реттік, абсолютті немесе салыстырмалы және т.б.
Электрика және энергетика саласында ең көп қолданылатын ең мәнді
қолданылатын параметрлер төрт шама - тоқ күші, кернеу, электрлік қуат және
кедергі екені анық. Олар электрлік схемалар ішінде болатын негізгі
процестерге негізделген. Олардың өзара байланысы өзара белгілі бір
тәуелділікке байланысты. Олардың өзара байланысының фундаменттік заңы
келесі түрде реттелетін Ом заңы болып табылады: электрлік тізбектегі тоқ
күші осы тізбектегі кернеу шамасына тікелей пропорционалды және электрлік
кедергіге теріс пропорционалды. Қуатта арнайы алынған кернеуге тоқ күшінің
туындысына тең. Сонымен, сізбен тоқ, кернеу, кедергі мен қуатты өлшеудің
электрлік бірліктерін қарастырып көрейік.
Электрлік тоқ күшін өлшеу бірлігі "Ампер" (мұны алғаш ашқан
ойшылдың құрметіне берілген атау). Ол "А" әріпімен белгіленетінін білеміз.
Ол сымның кесіндісімен (көлденең) белгілі бір уақыттан "t" кейін осы уақыт
аралығының шамасына өткен электрлік заряд "Q" санының қатынасына тең.
Яки бір ғана Ампер (А) = бір секундқа (t) бөлінген бір кулон (Q). Электрлік
тоқ күшін өлшеу үшін "Амперметр" аспабы қолданылады. "Ампер" негізгі
бірлігіне қарамастан, тәжірибеде "миллиметр=0,001 А" және "микроампер =
0,000001 А" қолданады.
Кернеуді өлшеу бірлігі "Вольт" екені белгілі. Кернеу "В" немесе "V"
әрібімен жазамыз. Электр тізбегінде "а" және "б" нүктелері арасында болатын
электрлік кернеу немесе электрлік өріс - ол мәні сынамалы заряды бар шамаға
"а" нүктеден "б" нүктеге бір ғана сынамалы зарядтың (электрлік) жылжуы
жүретін электрлік өріс жұмысының бөліндісіне тең болатын негізгі
физикалық шама. Кернеуді өлшеуде "волтметр" деп атайтын құрылғыны
пайдаланамыз. Белгілі мағынада, ауызекі тілмен, кернеуді зарядталған
бөлшектердің тартылуға немесе бір-бірінен тебілуіне тырысу күші реті деп те
айтуға болады.
Кедергіні өлшеудің электрлік бірлігі "Ом" болады. Бұл физикалық шама
"R немесе r" деп белгілейміз. Электрлік кернеулік - бұл тоқтың жалпы күшіне
сымның ағымы бойынша ең жоғарғы ұшындағы электрлік кернеудің
бөліндісіне тең тоқтың (электрлік) өтуіне кедергі болатын сол немесе басқа
сымның сапасына, қасиетіне негіздеп алған физикалық шама. Электрлік
14
кедергінің кері шамасы өткізгіштік - сымның өзінің ішкі жағында электрлік
зарядты кедергісіз өткізе алу қасиеті үлкен мәнге ие. Кедергіні өлшеу құралы
"омметр" екені белгілі [1].
Қуатты өлшеудің электрлік бірлігі "Ватт" деп аталады. Оны "Р" деп
белгілейміз. Қуат (электрлік) - бұл жіберу жылдамдығына яки, электрлік
энергияны түрлендіру жылдамдығына негіздеп алған физикалық шама. Оны
сынамалы зарядтың шамасына "а" нүктеден "б" нүктеге сынамалы зарядты
(электрлік) қозғалтуда жүзеге асатын электрлік өріс жұмысының қатынасы
ретінде көрсетуге болады. Басқаша айтатын болсақ - қуат, бұл уақыт
бірлігінде орындалатын жұмыс. Электрлік қуатты өлшеу құралы "ваттметр"
болып табылады. Тіпті электрлік қуат та бірнеше түрге бөлінеті анық. Олар:
активті, реактивті, мезеттік, тұрақты және т.б. қуат.
Электірлік олшеу олар- кернеу, кедергі, тоқ күші, қуат секілді электрлік
шамаларды өлшеу. Өлшеулер көптеген құралдардың - өлшеу құралдары,
схемалар мен арнайы құрылғылар арқасында жүзеге асады. Өлшеу
құрылғысының типі өлшеу шамасының мәні мен өлшеміне (мәндердің
диапазоны), сонымен қатар өлшеудің талап етілген дұрыстығына байланысты.
Электрлік өлшемдерде жалпы ӨЖ-нің (өлшеу жүйесі) негізгі бірліктерін
жазамыз: вольт (В), ом (Ом), фарад (Ф), генри (Г), ампер (А) және секунд (с).
Электрлік өлшемдер - сәйкес бірліктерде анықталатын физикалық шама
мәндерін табу болып келеді (эксперименттік тәсілдермен) (мысалы, 3А, 4В).
Электрлік шама бірліктерінің мәні физика мен механикалық шама
бірліктеріне сәйкес келетін халықаралық келісімдермен анықталатыны
белгілі. Аталған халықаралық бірліктермен анықталатын электрлік шама
бірліктерін "қолдау" қиындықтармен байланыстырылатындықтан, соларды
электрлік шама бірліктерінің "тәжірибелік" үлгілерімен көрсете аламыз.
Мұндай үйлесімдерді көптеген мемлекеттердің метрологиялық зертханалары
қолдайды. Мысалы, АҚШ та аталған электрлік шама бірліктерінің үлгілерін
қолдауға жауапкершілікті ұлттық стандарт пен технологиялар институты
алады. Уақытымен электрлік шама бірліктерінің аталған мәндері мен
бірліктердің анықтамалары ұқсастықты нақтылау бойынша тәжірибелер
жүргізіліп отырады. 1990 жылда өнеркәсіптік дамыған мемлекеттердің
метрологиялық зертханалары электрлік шама бірліктерінің барлығы дерлік
барлық үлгілерін өзара және осы шама бірліктерінің халықаралық
анықтамалары туралы шешімге келісіп қол қойды.
Электрлік өлшемдер кернеу мен тұрақты тоқ күші, кедергі,
индуктивтілік және сыйымдылықтың мемлекеттік бірлік үлгілеріне сай
жасалынады.
Мұндай
үлгілер
тұрақты
электрлік
шамалары
бар
құрылғылардан немесе физикалық құбылыс барысында фундаментальді
физикалық константаның белгілі мәндері бойынша шешілетін электрлік
қондырғылардан тұрады. Ватт мен ватт-сағат үлгілері қолданылмайды, себебі
мұндай бірліктердің мәндерін оларды өзге шама бірліктерімен ұйқастыратын
анықтаушы теңдеулерге сай есептеу дұрыс болады.
