Solicitarile aparatelor electrice

Aparatele electrice trebuie sa functioneze fara interventia personajului de exploatare cel putin zece ani.

In timpul functionarii pot aparea solicitari normale sau unele solicitari de avarie. Aceste solicitari sunt :

Solicitari electrice

Solicitari termice

Solicitari electrodinamice

Solicitari datorate mediului inconjurator.

Solicitarile electrice

Solicitarea electrica este solicitarea la care este supus un izolant atunci cand doua regiuni ale sale se afla la potentiale diferite.

Daca se aplica o tensiune electrozilor tinde sa se formeze o cale conducatoare prin:

Conturnare (formarea unui canal conducator de electricitate pe suprafata unui izolant solid)

Strapungere (formarea unui canal conducator de electricitate in interiorul izolantului - mediu solid, lichid sau gazos).

Simtomele principale prin care se determina gradul de deteriorare a unui izolant sunt :

Micsorarea rigiditatii dielectricului

Inrautatirea caracteristicilor mecanice

Micsorarea rezistentei de izolatie

Modificarea aspectului exterior

Modificarea compozitiei chimice

Solicitarile termice

Sunt solicitarile datorate varietatilor de temperatura (pierderilor de energie).

La trecerea curentului electric prin conductor, acesta se incalzeste.

Aceasta incalzire poate avea efecte negative asupra proprietatilor izolante si durata de serviciu a izolatoarelor, rezistenta mecanica a pieselor metalice, elasticitatea resorturilor si in general a bunei functionari a aparatelor electrice.

Incalzirea se accentueaza la ingustarea sectiunii conductorului sau la cresterea rezistivitatii acestora.

Incalzirea conductoarelor sau a carei parti a aparatelor electrice are loc simultan cu procesul de racire.

Energia calorica se transmite din punctele cele mai reci ale aparatelor electrice sau ale mediului prin trei cai:

conductie

convectie

radiatie.

In serviciul de lunga durata puterea totala cedata mediului .

Solicitarile electrodinamice

Sunt solicitarile cu caracter mecanic datorate unor forte electrodinamice care se exercita in caz de avarie intre conductoarele paralele ale unui circuit electric.

In cazul a doua conductoare paralele strabatute de curenti de acelasi sens fortele electrodinamice sunt forte de atractie.

In cazul in care curenti ce trec prin cele doua conductoare au sensuri diferite fortele electrodinamice sunt forte de respingere

Defectele ce pot aparea la aparatele electrice datorita solicitarilor electrodinamice (fortelor electrodinamice) sunt:

indoirea conductoarelor si prin acestea reducerea distantei de izolare

slabirea legaturilor si prin acestea desprinderea conductoarelor din legaturi

micsorarea presiunii de contact si prin acestea lipirea contactelor electrice (sudarea lor)

deschiderea aparatelor sub sarcina

deformarea bornelor

Solicitarile datorate mediului

Solicitarile datorate mediului sunt solicitarile caracterizate de prezenta diferitilor agenti fizici care actioneaza in mediul in care functioneaza aparatele electrice.

In functie de amplasarea aparatelor electrice (interior, exterior, interior - exterior) aceste solicitari pot fi mai blande sau mai dure.

Factorii care solicita aparatele electrice sunt:

temperatura mediului ambiant

presiunea atmosferica

densitatea aerului

umiditatea

precipitatiile

ceata, gheata, chiciura

poluarea aerului

vibratii, cutremure, vanturi

Cap. Masurari tehnice

Sistemul international de unitati de masura

A masura inseamna a o compara cu o marime de aceeasi natura notata cu U si considerata conventional drept unitate de masura si a avedea de cateva ori unitatea de masura se cuprinde in marimea de masurat .

Unitatea de masura este o marime de aceeasi natura cu marimea de masurat aleasa conventional.

Din multimea de unitati de masura unele in mod restrans au fost definite independent de altele si de aceea au fost numite unitati de masura fundamentale.

Celelalte care se definesc in functie de unitatile de masura fundamentale se numesc unitati derivate.

Def: Sistemul de unitati de masura reprezinta totalitatea unitatilor de masura fundamentale si derivate dintr-un anumit domeniu.

In 1960, la Paris, la conferinta generala de masuri si greutati a fost adoptat sistemul international care cuprinde 7 unitati fundamentale, doua complementare si celelalte sunt derivate. Unitati fundamentale in sistemul international :

Unitati complementare:

Unitati de masura derivate:

-Viteza m/s

-Acceleratia (m/s)

-Volum m

-Suprafata m

Sisteme de unitati de masura tolerate:

Pe langa sistemul international de unitati de masura mai exista si alte sisteme de unitati de masura tolerate.

-CGS (centimetrul, greutate, secunde) utilizate in fizica.

CGS (centimetrul, greutate, secunde, permitivitate a vidului) utilizate in electricitate.

-CGS 0 - utilizat in electromagnetism.

In procesul de masurare apar urmatoarele elemente:

-Obiectul masurarii (Ce masor?)

-Metoda de masurare (Cum masor?)

-Mijloace de masurare (Cu ce masor?)

Metode de masurare

Metodele de masurare reprezinta ansamblul de procedee folosite pentru obtinerea informatiei de masurare (arata cum se executa masurarile).

Clasificarea metodelor de masurare:

-Dupa modul in care se obtine rezultatul masurarii pot fi:

-Metode indirecte

-Metode directe

Metodele indirecte sunt acele metode prin care se masoara alte marimi, iar valoarea marimii de masurat de obtine prin calcul.

Metodele directe sunt acele metode prin care se masoara nemijlocit marimea de masurat.

Metodele directe pot fi:

-Metode cu citire directa

-Metode de comparative

Metode cu citire directa se foloseste in cazul in care se folosesc aparate de masura care au scara gradate direct in unitati de masura ale marimii de masurat.

Metodele de comparatie pot fi:

-Metode de substitutie

-Metode diferentiale

-Metode de 0, etc

-Dupa modul de variatie a marimi masurate si dupa modul de organizare al operatiei de masurare pot fi:

-Metode statice

-Metode dinamice

-Metode statistice

-Dupa modul de reprezentare a rezultatelor masurarii sunt:

-Analogice (cu scara gradata)

-Digitale (numerice)

-Dupa modul de efectuare a masurarii cu contact sau fara contact cu piesa controlata pot fi:

-Metode cu contact

-Metode fara contact

-Dupa modul de reprezentare (estimare) a rezultatelor pot fi:

-Absolute

-Relative.

Erori de masurare

Erorile apar in procesul de masurare.

Eroarea reprezinta abaterea valorii obtinute prin masurare de la valoarea reala. Erorile pot fi:

-Eroare absoluta (se noteaza cu ) - reprezinta diferenta dintre valoarea masurata si valoarea de referinta

Unitatea de masura este unitatea marimii masurate

- Eroarea relative se noateaza cu si este egala cu raportul dintre eroarea absoluta si marimea de referinta

Obseravtie: Este o marime adimensionala, de obicei este o marime care se da in procente [%].

Clasificarea erorilor:

1) Dupa cauza care le produce pot fi:

-Erori subiective care sunt datorate operatorului, atentiei acestuia, indemnarii acestuia si starii organelor de perceptie ale acestuia

-Erori obiective sunt datorate aparatelor (imjperfectiunii acestora), influentelor externe sau metodelor insuficient de exacte.

2) Din punct de vedere ale caracterului lor erorile pot fi:

-Erori sistematice

-Erori intamplatoare (aleatoare)

-Erori grave

Erorile sistematice sunt erorile care intervin cu aceiasi valoare ori de cate ori se repeta masurarea in conditii identice. Corectia reprezinta eroarea absoluta considerate cu semn schimbat. Ea se adauga la rezultatul masurarii pentru a obtine valorae cea mai apropiata de cea adevarat.

Erorile intamplatoare (aleatoare) sunt erorile care se repeat cu valori si semen diferite. De obicei se realizeaza mai multe masuratori si se face media aritmetica a acestuia.

Erorile grave sunt erorile care au valori foarte mari, de obicei se datoreaza neatentiei operatorului.

Cap. Masurarea marimilor cu

caracter neelectric

Structura mijloacelor de masurare

mecanice

Mijlocul de masurare mecanic opereaza cu semnale de natura mecanica, hidraulica, pneumatica sau optica.

Structura unui mijloc de masurare mecanic

Un mijloc de masurare mecanic este alcatuit din :

-traducator - Care are rolul de a transforma informatia de masurare intr-o marime fizica prelucrabila

-Subansamblul de transmitere si prelucrare - are rolul de a transmite, de a multiplica, integra, insuma, extrapola, informatia in (semnalul) de masurare.

-Subansamblul de vizualizare are rolul de a prezenta rezultatelor masurarii sub forma de indicatie sau inregistrare.

Foarte des se folosesc mijloace de masurare optice. Structura unui mijloc de masurare optic este prezentat in figura de mai jos

SPM - Reprezinta subansamblul de pozitionare a elementului de masurat care este alcatuit din mijlocul de pozitionare MP.

SPm - Subansamblul de opozitionare masurabila a masurii care contine mijlocul de pozitionare masurabila. Acesta este de obicei un microscop.

MP - Mijlocul de pozitionare

MM - Mijlocul de pozitionare masurabila

MP si MM sunt legate rigid si se deplaseaza odata cu elemental de masurare si masura aflate pe o masa (M si m).

M - element de masurare

m - masura

Mijloace de masurare

Mijloacele de masurare reprezinta totalitatea mijloacelor tehnice utilizate in pricesul de masurare.

Clasificarea mijloacelor de masurare:

1) Dupa complexitatea lor pot fi

-Masura

-Aparatul de masurat

-Instalatia de masurat.

Masura reprezinta materializarea unitatii de masuri a multiplului sau submultiplului acesteia. Ex: Metrul de lemn, greutatea de un kg (obiect)

Aparatul de masurat este un sistem tehnic care permite determinarea cantitativa a marimilor ce se masoara. Ex: Voltmetrul, Ampermetrul, Wattmetrul, Termometru.

Instalatia de masurat este un ansamblu de aparate si masuri conectate intre ele dupa o anumita schema in scopul unor masuri. Ex: Instalatia utilizata pentru masurarea rezistentei electrice prin metoda ampermetrului si voltmetrului, instaltii de telemasurare (o masurare de la distanta), instalatia pentru masurarea frecventei prin metoda ereterodinarii.

2) Dupa precizia lor mijloacele de masurare pot fi:

- Mijloace de masura etalon (etaloane)

- Mijloace de masurat de lucru

Mijloacele de masurat etalon sunt cele mai precise mijloace de masurat si servesc la determinarea (definirea), conservarea, materializarea sau reproducerea unitatii de masura in scopul transmiterii unitatii catre alte mijloace de masurare.

Mijloacele de masura de lucrusunt cele utilizate in practica.

Etaloanele pot fi :

-Principale

-Secundare

-De lucru

Caracteristicile mijloacelor de masurare

Caracteristicile mijloacelor de masurare reprezinta principalele calitati sau iniconveniente ale mijloacelor de masurare.

Acestea pot fi :

- Caracteristici tehinice

- Caracteristici metrologice

Caracteristicile tehnice sunt determinate de particularitatile constructive si functionale ale mijloacelor de masurare.

Caracteristicile constructive se refera la dimensiunile de gabarit, forma, principiu de functionare si masurare.

Caracteristicile de functionare sunt:

- Caracteristica nominala

- Punctul de lucru

- Curba de eroare

Caracteristica nominala arata legatura dintre marimea de intrare si marimea de iesire in timpul masurarii in regim.

Punctul de lucru reprezinta valoarea semnalului de intrare pentru care mijlocul de masurare incepe sa lucreze.

Curba de eroare reprezinta modul de variatie (evolutia erorilor de masurare) in timpul functionarii.

Caracteristicile metrologice ne dau informatii, indicatii referitoare la rezultatele masurarii. Acestea sunt:

- Fidelitatea

- Sensibilitatea

- Justetea

- Clasa de precizie

- Valoarea demarajului

- Coeficientul de temperature

Fidelitatea reprezinta proprietatea aparatului de masurat de a da indicatii cat mai apropiate intre ele, la masurari repetate in aceleasi conditii.

Sensibilitatea reprezinta raportul dintre variatia marimii de iesire si variatia marimii de intrare.

Justetea este proprietatea aparatului de masura de a indica o valoare cat mai apropiata de valoarea reala.

Clasa de precizie este valoarea conventionala aleasa, care depinde de erorile tolerate abaterile constructive si stabilitate. Aceste valori sunt standardizate.

Valoarea demarajului reprezinta valoarea minima ce poate produce o variatie a marimii de iesire.

Coeficientul de temperatura reprezinta masura in care rezultatul masurarii este influentat de temperatura (cresterea acesteia cu un grad).