suport de curs electrician

Upload: bebebucataru

Post on 11-Oct-2015

1.625 views

Category:

Documents


391 download

DESCRIPTION

NOTIUNI DE BAZA PENTRU CALIFICAREA ELECTRICIAN

TRANSCRIPT

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 1 din 94

    MMMOOODDDUUULLLUUULLL 111 Capitolul VI

    SSSUUUPPPOOORRRTTT DDDEEE CCCUUURRRSSS

    EEELLLEEECCCTTTRRRIIICCCIIIAAANNN NNN CCCOOONNNSSSTTTRRRUUUCCCIIIIII Cod COR: 713701

    Nivelul de instruire: 2 (studii medii)

    2014

    Formator: ing. Gheorghe Buctaru

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 2 din 94

    Capitolul VI

    Instalaii electrice interioare i exterioare de uz general Pag.03

    Aparate de msur i control pentru intalaiile electrice Pag.27

    Circuite electronice n instalaii electrice Pag.49

    Executarea lucrrilor pregtitoare n vederea montrii elementelor de intalaii Pag.77

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 3 din 94

    Instalaii electrice interioare i exterioare de uz general Condiii (cerine) general valabile pentru realizarea unei instalaii electrice (interioare / exterioare ) de uz general:

    I. Trebuie s existe un proiect tehnic care s conin cel puin: Plan / scheme instalatii electrice exterioare Plan / scheme instalatii electrice interioare (eventual pe nivele de cldire) Plan / scheme Tablou electric TE

    Schem electric

    Schema electric este o reprezentare simplificat grafic a unui circuit electric, a unei instalaii electrice sau a unui echipament electric, n care apar, figurate prin simboluri, clementele eseniale ale acestora i legturile electrice dintre ele. Marcarea elementelor, reprezentate prin simboluri grafice (semne convenionale), se face cu simboluri literale, ce indic grupa din care fac parte (ntreruptoare, contactoare, dispozitive de

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 4 din 94

    protecie, rezistoare, maini electrice etc.). Schema electric se utilizeaz la studiul, proiectarea, executarea i repararea echipamentelor i instalaiilor electrice. n general, schemele electrice se mpart n scheme funcionale i scheme de montare. Schemele electrice funcionale se clasific n scheme tehnologice, scheme bloc, scheme electrice de alimentare (distribuie), scheme electrice desfurate (de principiu) i scheme electrice generale. Schemele tehnologice, folosite, n special, la instalaiile de automatizare, reprezint legturile funcionale dintre diferitele elemente, de exemplu, fluxul tehnologic comandat automat. Schemele bloc arat principiul de funcionare a unui echipament, aparat sau instalaie complex, pe baza legturilor funcionale dintre diferitele subansambluri, reprezentate prin figuri geometrice simple (ptrate, dreptunghiuri etc.) i simbolizate prin litere i cifre (de exemplu, acionare electric). Schemele de distribuie sunt, de regul, scheme monofilare ale circuitelor de alimentare a instalaiei, fr s cuprind circuitele secundare (de comand, protecie, semnalizare). Schema electric de distribuie cuprinde i o legend a elementelor figurate. Schemele desfurate cuprind att circuitele primare (de putere), ct i circuitele secundare, cu toate elementele dispuse intr-o ordine logic, de regul alta dect amplasarea lor real n instalaie, pentru a putea urmri mai uor legturile funcionale dintre ele. n afar de elemente, se mai marcheaz bornele i contoarele de legtur, att la aparate, ct i la irul de cleme. Fiecare circuit este numerotat, iar sub circuite se indic locul unde se afl contactele, normal nchise sau normal deschise, ale aparatelor de comutaie din circuitul respectiv. Schema desfurat trebuie s cuprind lista ntregului echipament, diagramele funcionale ale unor aparate de comutaie (controlere, comutatoare, chei de comand) i o manet, n care se nscrie rolul fiecrui circuit sau grup de circuite. Schemele generale, utilizate numai n cazuri speciale, cuprind att elemente ale schemelor funcionale, ct i ale schemelor de montare. Schemele de montare, pot fi scheme de conexiuni i scheme de cablare. Schemele de conexiuni se utilizeaz la montarea echipamentelor i constituie desenele de execuie dup care se efectueaz legturile dintre aparate, iruri de cleme din tablouri, pupitre sau dulapuri i legturile dintre subansambluri. Aparatele sunt reprezentate n ordinea amplasrii n instalaie, ceea ce face ca aceste scheme electrice s nu poat servi la nelegerea funcionrii sistemului. Schemele de cablare cuprind echipamentele instalaiei reprezentate sub form de blocuri, precum i legturile cu cabluri sau conducte dintre diferitele pri componente ale instalaiei.

    Schema electric monofilar

    Schema monofilara, schema electrica a unui sistem trifazat (centrala electrica, statie, post de transformare, linie electrica sau consumator) in care se indica numai elementele aferente unei

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 5 din 94

    faze si, eventual, a conductorului neutru (daca exista), legaturile celorlalte doua faze fiind identice. Schemele monofilare sunt scheme de principiu si pot cuprinde aparate de masura si protectie, fara legaturi electrice. In schemele de instalatii electrice, schemele monofilare apar pe schemele de distributie. Schemele monofilare sunt n general utile pentru vizualizarea modului de distribuie a energiei electrice la consumatori i de aceea se regsesc pn la identitate i n anumite scheme de pe panourile sinoptice

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 6 din 94

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 7 din 94

    Retele electrice (tipuri, scheme monofilare la consumator)

    1. Generaliti

    Din punctul de vedere al utilizarii energiei, instalatiile electrice(i.e.) se pot clasifica astfel :

    a. instalatii electrice pentru lumina : iluminat interior si exterior ;

    b. instalatii electrice pentru forta : motoare electrice, cuptoare electrice, tratamente

    termice, masini de ridicat si transportat s.a ;

    c. instalatii electrice de curenti slabi :

    i.e. pentru semnalizari acustice, optice si mixte (semnalizari propriu-zise, de avertizare a incendiilor, paza impotriva furtului, cautatoare de persoane).

    i.e. fonice si video : telefonie, radioficare, radiodistributie, radiosonorizare, interfonie, de antena colectiva pentru radio-tv, speciale pentru retransmisiuni radio si tv.

    i.e. de ceasoficare. d. instalatii electrice speciale : iluminat tehnologic (scene teatre, studiouri cinematografi-

    ce, radio si tv), de retransmisiuni radio si tv ;

    e. instalatii electrice de protectie a omului impotriva electrocutarii (atingere directa sau

    indirecta) ;

    f. instalatii electrice de protectia constructiilor si instalatiilor electrice impotriva descar-

    carilor atmosferice (instalatii de paratrasnet).

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 8 din 94

    Producerea, transportul si distributia energiei electrice la consumatori poate fi sintetizata conform schemei (monofilara) din figura de mai sus.

    2. Instalatii electrice de joasa tensiune (IJT)

    IJT realizeaz distribuia energiei electrice la receptoare ndeplinind scopul final al procesului de producere, transport si distributie a energiei electrice.

    Instalatiile electrice la consumator se compun din :

    - receptoare electrice ;

    - retele electrice si puncte de alimentare (distributie);

    - echipamente de conectare, protectie, aparate de masura si control (AMC).

    Schema de distributie generalizata pentru instalatiile electrice la consumator este prezentata in figura 2., unde s-a notat :

    SSE staia sistemului energetic ;

    ST(SD) staie de transformare (distributie) ;

    PT post de transformare ;

    TG - tablou general de distribuie ;

    TD tablou distribuie ;

    TU tablou de for utilaj ;

    mmt receptor medie tensiune ;

    mjt receptor joasa tensiune.

    Alimentarea cu energie electric a consumatorului, alctuit din receptoarele de joasa tensiune mjt si de medie tensiune mmt se realizeaza in inalta tensiune de la statia sistemului energetic SSE cu ajutorul racordului de inalta tensiune 1 (linie electrica aeriana sau subterana). Prin intermediul acestui record se alimenteaza statia de transformare ST (tensiuni mai mari de 35 kV) sau o statie de distributi SD (tensiuni sub 35 kV). In cazul in care alimentarea

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 9 din 94

    cu energie a consumatorului se face cu un singur post de transformare PT, racordul acestuia se face direct la barele din statia sistemului.

    Digeritele posturi de transformare PT sunt alimentate din barele statiei ST (TD) precum si receptorii de medie tensiune, prin intermediul liniilor 2, numite distribuitoare sau fidere.

    Receptoarele de joasa tensiune mjt se alimenteaza de la barele de j.t. ale posturilor de transformare. In general, receptoarele importante sau cele de puteri mai mari, se racordeazect la TG.

    In practica,se realizeaza puncte de distributie intermediare reprezentate de tablourile distributie TD, care sunt alimentate prin circuitele 3 numite coloane.

    In cazul in care receptoarele de j.t. sunt grupate pe utilaje prevazute cu instalatii electrice proprii, acestea sunt prevazute si cu un tablou de distributie al utilajului TU, alimentarea acestuia facandu-se prin circuitele de utilaj 4.

    Alimentarea receptoarelor se face prin liniile de alimentare 5, cunoscute sub denumirea de circuite.

    In cazul retelelor electrice de joasa tensiune se pot face urmatoarele grupari :

    - retele de alimentare -leaga barele de j.t. ale posturilor de transformare la punctele de distributie (tablouri) si cuprind totalitatea coloanelor electrice-.

    - Retele de distributie fac legatura intre punctele de distributie si receptoare sau utlaje, cuprinzand totalitatea circuitelor de receptori sau utilaje -.

    Tablourile electrice din cadrul instalatiilor de j.t. pot fi :

    - tablouri generale ce primesc energia electrica de la postul de transformare sau direct de la furnizor ;

    - tablouri principale ce se alimenteaza dintr-un tablou general si distribuie energia electrica la tablouri secundare ;

    - tablouri secundare ce distribuie energia electrica la receptori si utilaje.

    2.1. Schemele reelelor de distribuie

    Pentru a racorda receptoarele si utilajele la tablourile de distributie se utilizeaza scheme de tipradial sau cu linie principala.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 10 din 94

    Schema de distributie radiala aferenta unui tablou de distributie TD este readata in figura 3, fiind una din configuratiile cele mai frecvent utilizate in instalatiile de j.t.

    In cazul unor receptoare si utilaje electrice de importanta redusa ce se gasesc departe de punctele de distributie dar sunt amplasate apropiat, se utilizeaza schema de distributie

    cu linie principala, numita uneori si conexiune in lant. O astfel de schema de distributie este prezentata in figura 4, cshema ce nu exclude posibilitatea amplasarii unui tablou de distributie in apropierea grupului de receptoare si utilaje alimentate.

    2.2. Schemele retelelor de alimentare

    Legatura intre posturile de transformare si tablourile de distributie la receptoare si utilaje se realizeaza prin retelele de alimentare care, pentru j.t., pot fi realizate in variantele : radiale, cu linii principale, buclate si combinate.

    In figura 5 se prezinta modul de realizare a retelelor de alimentare radiale cu o singura treapta a)., cu doua trepte b). si in cascada c).

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 11 din 94

    Retelele de alimentare cu linii principale, reprezentate in figura 6 pot fi realizate in variantele :nesectionate cu sarcini punctiforme_a)., nesectionate cu sarcini concentrate b). si sectionate c).

    Retelele de alimentare buclate se obtin prin reintoarcerea capatului liniei principale sectionate la punctul de alimentare de plecare, putand fi in inel ca in figura 1.7.a)., sau de tip plasa ca in 1.7.b).

    Schemele de distributie combinate cuprind linii radiale, principale si buclate, utilizandu-se in mod curent datorita diversitatii conditiilor practice de realizare a distributie in joasa tensiune.

    De exemplu, in figura 8 se arata un mod de realizare a unei scheme de distributie combinata, folosind linii radiale, principale si buclate.

    Tablouri de distribuie de reea Tablourile de distribuie de joas tensiune tip ES-TD sunt utilizate n posturi de transformare sau n montaj exterior, pentru alimentarea cu energie electric a consumatorilor urbani, agenilor comerciali, a iluminatului stradal, precum i n distribuia primar a diverilor consumatori industriali

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 12 din 94

    Prin combinarea mai multor module, tablourile de distribuie ES-TD permit realizarea constructiv a celor mai complexe configuraii. Elemente constructive Carcasa metalic Carcasa metalic a tablourilor de distribuie de joas tensiune tip ES-TD este compus dintr-un schelet metalic, perei i capace superioare i frontale, n cazul gradului de protecie IP 2X i dintr-un schelet metalic, perei, capace superioare i ui, n cazul gradului de protecie IP 54, toate vopsite n cmp electrostatic.

    Sistemul de bare Pentru sistemul de bare al tabloului de distribuie sunt utilizate bare de cupru electrotehnic, bare avnd seciunile corespunztoare curentului nominal. Bara PEN are seciunea min. 60% din seciunea barelor principale. Sistemul de bare este susinut de izolatoare suport de joas tensiune din rini sintetice de diferite dimensiuni, ceea ce asigur att fixarea mecanic, ct i distanele de izolaie corespunztoare.

    ntreruptoare automate ntreruptoarele automate utilizate sunt tripolare sau tetrapolare, fixe sau debroabile, cu acionare manual sau motoric. Cele debroabile asigur o separare vizibil a circuitului. Separatoare Separatoarele utilizate sunt separatoare tripolare NH, cu cuite sau cu sigurane, n construcie orizontal sau vertical. Se utilizeaz gabaritele 00, 1, 2, 3 i 4a. Siguranele tip separator pot fi manevrate individual pe faze sau simultan. Patroanele utilizate sunt de tip MPR.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 13 din 94

    Siguranele fuzibile sunt astfel dimensionate nct s asigure o funcionare selectiv n raport cu aparatajul de protecie din circuitul respectiv.

    Transformatoare de curent Tabloul de distribuie de joas tensiune poate fi echipat cu circuite de msur a energiei electrice. Transformatoarele de curent utilizate corespund clasei de precizie 0,5, iar puterea aparent este de 10 (15) VA.

    ablouri electrice de joas tensiune 4 joas tensiune 4 Alte aparate Tablourile de distribuie de joas tensiune mai pot fi echipate n funcie de schema electric solicitat i cu alte aparate electrice, ca de exemplu: - contactor de c.a. pentru iluminat public; - descrctoare de joas tensiune; - scurtcircuitoare; - instalaie de compensare a puterii reactive - aparate de msur: ampermetre, voltmetre (cu cheie voltmetric), contoare, etc.

    Exemple tipice de scheme electrice monofilare Tablou de distribuie de joas tensiune, cod ES-TD 1/10-1600-xx Configuraia standard realizeaz alimentarea cu energie electric a consumatorilor, protecia selectiv a sistemului de bare de distribuie i a coloanei de alimentare, msura general i/sau la nivel de consumator / abonat a energiei electrice consumate precum i alte funcii opionale cum ar fi protecia la supratensiune, compensarea factorului de putere etc.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 14 din 94

    Tablouri de distribuie de reea Tablou de distribuie de joas tensiune, cod ES-TD 2/16-1000-xx Permite alimentarea a dou sisteme de bare de distribuie, fie individual, dac exist tensiune pe fiecare coloan de alimentare, fie mpreun de la o singur surs, prin nchiderea separatorului cu rol de cupl, n cazul apariiei unui defect pe una dintre coloanele de alimentare.

    SCHEME ELECTRICE DESFURATE

    Schemele electrice sunt constituite din doua circuite distincte:

    - circuite de forta (de obicei trifazate);

    - circuite de comanda (monofazate).

    In circuitele de forta sunt conectate elementele de actionare (motoare, electromagneti trifazati), iar in circuitele de comanda elementele necesare comenzii.

    Circuitele de comanda sunt legate intre o faza (R, S sau T) si nulul O, utilizand sau nu transformatorul coborator de tensiune, in majoritatea cazurilor circuitele de comanda sunt reprezentate asa cum sunt in realitate, adica derivate din circuitele de forta. Exista insa si situatii in care cele doua circuite se reprezinta separat sau se reprezinta numai circuitele de comanda.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 15 din 94

    Pentru o mai buna intelegere a functionarii schemei si gasirea usoara a contactelor circuitelor se vor nota cu numere, incepand cu circuitele de forta si continuand cu cele de comanda.

    Identificarea usoara a legaturilor din schema desfasurata in instalatia fizica se poate realiza prin notarea cu numere a tuturor nodurilor din schema.

    ALIMENTAREA CIRCUITELOR DE COMAND

    In circuitele de comanda sunt conectate bobinele releelor sau bobinele unor aparate de conectare mecanica, hidraulica sau pneumatica (electromagneti, cuplaje electromagnetice, ventile etc.). In comanda electrica a masinilor-unelte cel mai frecvent sunt utilizate releele cu contacte, in ultima perioada se utilizeaza insa tot mai mult elementele de comanda fara contacte, in special la masinile cu comanda numerica pentru transmiterea informatiilor primite de la purtatorul de program si de la traductoarele de deplasare. In cazul unui numar mic de aparate in sistem, alimentarea cu curent se realizeaza de obicei direct de la reteaua electrica (intre o faza si nul), iar atunci cand sistemul de comanda este mai complicat cu ajutorul unui transformator de coborare.

    Tensiunea de faza are valoarea de 220 V. Utilizarea acestei tensiuni are avantajul ca micsoreaza nomenclatorul bobinelor aparatelor privind tensiunea de alimentare si usureaza exploatarea instalatiilor electrice ale masinilor-unelte. In multe situatii se utilizeaza tensiunea de 220 V obtinuta printr-un transformator cu raportul de transformare 1:1. Acest mod de obtinere a tensiunii de comanda are avantaje deoarece dispare conductorul neutru al retelei generale de alimentare si astfel scade si pericolul de electrocutare. La utilizarea tensiunii directe dintre faza si nul exista posibilitatea de electrocutare a persoanelor venite in contact cu partea sub tensiune din schema si masele metalice ale masinii-unelte legate la pamant. La folosirea unui transformator,electrocutarea este posibila numai la atingerea concomitenta a celor doua fire de iesire de la transformator.

    Prin utilizarea unui transformator de coborare se pot obtine tensiuni mai mici decat 220 V. In tara noastra se utilizeaza tensiunile de 24, 48, 110. Pentru coborarea tensiunii este obligatorie utilizarea transformatoarelor cu infasurare primara separata de cea secundara. Utilizarea autotransformatoarelor, a coboratoarelor de tensiune cu rezistente sau a altor dispozitive,care nu au izolarea galvanica de sursa de curent, se interzice.

    Alegerea tensiunii retelei de comanda cu transformatoare coboratoare este mai complicata, criteriile principale fiind complexitatea aparaturii electrice, numarul motoarelor electrice comandate, numarul de bobine si contacte din circuitele de comanda, in mod frecvent se utilizeaza tensiunile de 110 V si 220 V. Tensiunile de 24 si 48 V se utilizeaza atunci cand se impun conditii speciale din punctul de vedere al tehnicii securitatii (de exemplu cand exista contacte neacoperite).

    Deoarece la unele masini-unelte in sistemele de comanda se utilizeaza un numar mare de contacte legate in scrie si lungimi mari de cabluri, este necesar sa se tina seama la

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 16 din 94

    calculul tensiunii de caderile de tensiune ce au loc in contacte si cabluri de legatura pentru a rezulta o functionare sigura a aparaturii.

    Tensiunea nominala poate fi determinata cu relatia:

    n care:

    P este puterea electromagnetilor aparatajului din circuit, in VA ;

    RK rezistenta contactelor legate in serie cu bobina aparatelor de putere,'P, in ;

    Rc rezistenta cablului, in .

    Deoarece RK si Rc sunt in general mici (exemplu la 44 contacte RK = l, l si Rc = 1,86 pentru cablul cu sectiune de 0,75 mm2 in lungime de 75 m), din relatie se observa ca o mare importanta o are puterea aparatului conectat, in general pentru P 5 VA rezulta UN < 20 V, pentru P < (130150) VA, UN < 100 V, iar pentru P = (300 . . .800) VA, UN = (100. . .200) V.

    Asupra stabilitatii functionarii sistemelor de comanda cu relee cu contacte influenteaza si oscilarea tensiunii retelei.Conform standardelor, tensiunea ce trebuie sa ajunga la aparat trebuie sa fie egala cu 0,951,1 UN, iar aparatul trebuie sa lucreze stabil la tensiunea de 0,85. . .1,1 UN.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 17 din 94

    INSTALAII DE ILUMINAT

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 18 din 94

    Intrerupator cap scara si cruce

    Pentru casa scarii este suficienta prezenta a doua intrerupatoare la instalatia electrica de iluminat, un intrerupator in partea de jos a scarii si unul in capatul de sus. Evident ca se pot intercala mai multe intrerupatoare, ca sa avem posibilitatea de a aprinde sau stinge lumina pe casa scarii de la fiecare etaj al cladirii, acolo unde este cazul.

    Schema electrica a unui astfel de circuit este foarte simpla, spre dezamagirea majoritatii curioase.

    Aceste intrerupatoare sunt de fapt niste comutatoare, insa nu asta conteaza in toata povestea noastra: comutatoarele cap scara sunt in numar de doua si se afla la capetele scarii, pe cand comutatoarele cruce sunt acele comutatoare puse la fiecare etaj in parte si nu conteaza numarul lor, pot fi milioane de comutatoare tip cruce in schema electrica de iluminat, numai sa aiba fiecare in parte un scop anume.

    Pentru o vila cu un singur etaj de exemplu, sunt suficiente doar doua comutatoare cap scara, unul la parter si altul la etaj.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 19 din 94

    Am pus in schita doua becuri ca si consumatori, conectate in paralel.

    Faza am desenat-o cu rosu. Intre cele doua comutatoare cap scara, C1 si C2, avem desfasurate numai doua cabluri, de la parter la etaj.

    Un comutator cap scara are doar doua pozitii de conectare, iar printr-o apasare a acestuia se pot schimba, pe rand, dintr-una intr-alta aceste doua pozitii.

    Fiecare dintre cele doua pozitii ale comutatorului face legatura dintre un cablu comun si unul din celelalte doua cabluri, in cazul de fata unul din cele doua cabluri care urca la etaj, la C2. Cand apesi butonul lui C1, acesta va schimba traseul electric de la un cablu la celalalt cablu. In exemplul din schema, la prima actionare a lui C1 becurile se aprind deoarece circuitul electric se inchide. La urmatoarea actionare a comutatorului, fie de la C1 sau de la C2, nu conteaza de unde, circuitul se va redeschide si becurile se vor stinge din nou. Si tot asa, cele doua comutatoare schimba pe rand traseul electric, intre cele doua cabluri pe care le au in comun.

    Aceasta schema electrica poate fi adoptata si pentru spatii mari gen hale imense, sau la holuri interminabile.

    Sa presupunem ca mai avem inca trei etaje la cladire, un P+4, asadar vom avea nevoie de inca trei comutatoare cruce, pentru fiecare nivel in parte.

    Am introdus in schema mai multe becuri, tot in paralel conectate, cate unul pentru fiecare nivel al constructiei. Comutatoarele tip cruce le-am desenat in maro, C3, C4 si C5.

    Acestea au tot doua pozitii de functionare si prin actionare schimba conectarea cablurilor ce urca de la C1 la C2, ca si cum le-ar inlocui pe unul cu celalalt. La

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 20 din 94

    actionarea lui C3 spre exemplu, cablul din stanga ce urca spre C2 devine cablul din dreapta la trecerea prin comutator, si viceversa. C3, C4, C5 vor actiona astfel incat sa schimbe fiecare in legea lui traseul electric intre cele doua cabluri care urca la ultimul nivel, fie intrerupand, fie aprinzand becurile.

    Intreruptor cap-scar (1)

    Comanda unui circuit de lumini cu doua intrerupatoare Denumirea intrerupator, desi oficiala, nu-i chiar corecta tehnic; dispozitivul e, de fapt, un comutator, unul bistabil (SPDT = Single Pole Double Throw = un singur pol, doua pozitii) - cu doua stari stabile: lama (1) face atingere cu unul dintre cele doua contacte de lucru (2 sau 3) la fiecare apasare - sus sau jos - a clapetei comutatorului. Circuitul face exact ce-i spune numele : cand esti in capul scarii, aprinzi lumina, cand ai ajuns jos, o stingi si viceversa. Logica circuitului e urmatoarea: cand comutatoarele sunt in aceeasi stare(apasate sus sau jos),

    lumina e aprinsa; cand ele sunt apasate diferit, lumina-i stinsa. Dar functioneaza si pe dos - lumina aprinsa si comutatoarele-n stari diferite -, ca in schema urmatoare. Increngaturile electrice se urmaresc si se realizeaza mai usor si mai sigur atunci cand folosesti culori diferite la conductoare, pastrand, insa, culorile regulamentare pt. Nul si pt. Faza de intrare/iesire. Schema cea mai simpla utilizeaza un singur bec, cel de la intrarea circuitului, la stanga, avand doar trei fire peste tot(comutatoare si doze) dar la o scara lunga se poate scinda sursa de lumina pt. iluminare optima. Pe langa utilizarea clasica de intrerupator pus la scara, schema e valabila oriunde e nevoie de comanda luminii din doua puncte, ex. : un hol lung ori o camera cu doua intrari sau o

    curte - un intrerupator pe poarta si al doilea pe usa casei, aprinzand/stingand lumina la venire sau la plecare.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 21 din 94

    Intreruptor cap-scar (2) Comanda lampilor de langa canapea cu doua intrerupatoare Circuitul este alternativa de lux, ergonomica, comoda, la aplicele de perete conectate economic la un singur intrerupator si se foloseste in dreptul canapelei lipite de perete, cand stai intins pe ea, pt. comanda luminii la cap si la picior, montand cele doua intrerupatoare pe perete catre extremitatile canapelei si un pic deasupra ei. Folosirea conductoarelor din mai multe culori e binevenita pt. realizarea fara probleme a circuitului. Aceleasi reguli de protectie suplimentara se pot aplica si aici: Nulul legat la partea filetata a duliilor si Impamantarea luata din priza daca aplicele au corpul metalic.

    Patul de cablu, avand capac detasabil, inlesneste conectarea; se vad numai 2 conexiuni in schema: cea pt. distributia Nulului comun becurilor(aici, pt. variatie, lampi fluorescente compacte CFL) si cea pt. distributia Fazei de comanda realizata in interiorul dozei intrerupatorului din dreapta. La fel ca la schema anterioara cu intrerupatoare cap-scara, daca se utilizeaza o singura sursa de lumina (becul din stanga, sa zicem), la intrerupatorul din dreapta vor merge numai trei fire : maro(faza de comanda), rosu si verde. Firele de legatura pot fi conductoare litate(flexibile) sau cablu flexibil tip MYYM(4x0,75 ... 4x1,5) ori varianta economica MYYU 4x0,75.

    cap-scara si cruce Schema electrica de conectarea a sistemului de iluminat prin intermediul intrerupatoarelor cap- scara si cruce. Schema este utilizata in deosebi la scara caselor cu trei nivele etc.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 22 din 94

    Comanda si protecia unui motor asincron cu pornire stea-triunghi

    Majoritatea motoarelor nu permit pornirea prin conectare directa la retea si necesita metode speciale de pornire care urmaresc reducerea socului de curent concomitent cu obtinerea unor parametrii energetici cat mai buni. Circuitul de alimentare cu energie electrice al unui asemenea motor se prevede cu elemente de comutare si protectie, iar cand puterea depaseste o anumita valoare, sau conditiile de pornire sunt grele, se introduc elemente de reducerea a curentului de pornire. Limitarea curentului de pornire are la baza reducerea, pentru o perioada determinata de timp, a tensiunii de alimentare la pornire (Up) :

    Aceasta se poate realiza cu ajutorul comutatoarelor stea-triunghi, dar numai pentru motoarele ce functioneaza in regin normal (de durata) cu infasurarile conectate in triunghi, sau a autotransformatoarelor de pornire, indiferent de modul de conectare al infasurarilor statorului.

    Comutatorul stea-triunghi are trei pozitii : zero, Y si asigurand atat operatie de conectare-deconectare cat si limitarea curentului de pornire, prin alimentarea infasurarilor motorului (care in mod normal sunt alimentate cu tensiunea de linie, conexiune triunghi) in primele momente cu o tensiune redusa si anume tensiunea de faza. Aceasta se realizeaza prin aplicarea aceluiasi sistem trifazat de tensiuni celor trei infasurari ale motorului, o data conectate in stea iar apoi in triunghi

    Autotransformatorul de pornire reduce tensiunea reelei de alimentare care este aplicat nfurrilor motorului n momentul pornirii

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 23 din 94

    Una din metodele cele mai folosite de pornire a motoarelor asincrone cu rotor in scurt circuit este pornirea steatriunghi a carei schema electrica desfasurata este prezentata n continuare. Conform diagramei prezentate in figura 1.27 la pronirea steatriunghi datorita alimentarii initial a motorului cu tensiunea de faza, curentul de pornire (dar si momentul de pornire) sunt de trei ori mai mici decat in cazul conectarii directe la retea la tensiunea de linie. Rezulta ca aceasta metoda de pornire se poate aplica motoarelor cu porniri usoare (cu sarcina redusa sau cu cuplaje). Motarele asincrone cu rotor in scurtcircuit care folosesc pornirea steatriunghi trebuie sa aiba tensiunea nominala egala cu tensiunea de linie a retelei si sa aiba acces la ambele capete ale bobinelor statorice (sase borne statorice pe cutia de borne). Pentru ponire se actionaza butonul S2 care alimenteaza bobina contactorului K2daca contactl normal inchis de interblocare K3 (35) nu este deschis. Deci daca conectiunea triunghi nu este realizata K2 prin contactele sale principale realizeaza conexiunea stea si apoi prin K2 (1416) alimenteaza bobina contactorului principale K1 (01) care se automentine prin K1 (1416). O data cu alimentarea lui K2 este alimentata si bobina releului de timp K4T (01) care isi incepe temporizarea. Dupa trecerea timpului prestabilit contactorul K4T isi deschide contactul normal inchis cu temporizare la actionare K4T (35) deconectand contactorul K2 si readucand in pozitia inchisa contactul K2 (35). In acest moemnt se realizeaza conexiunea triunghi prin contactele principale ale contactului K3. Motorul ramane alimentat in regim de durata in conexiune triunghi.

    Figura 5.5. Schema electrica de comanda cu contactoare de c.a., protectie si pornire Y- a unui motor asincron cu rotorul in scurtcircuit

    F1, F2, F3, F5 sigurante fuzibile, F4 releu termobimatalic, K1, K2, K3 contactoare electromagnetice, K4T releu de timp cu temporizare la actionare, S1, S2 butoane de actionare, M motor asincron cu rotorul in scurtcircuit.

    Pentru oprire se actioneaza butonul

    S1 care intrerupe alimentarea

    schemei de comanda si aduce

    la starea initiala

    instalatia.

    O schema similara celei din figura 5.5 dar realizata cu contactoare de curent

    continuu este prezentata in figura 5.6.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 24 din 94

    Schema contine transformatorul de separare T1 cu rolul de a separa

    galvanic instalatia de comanda de cea de forta. Puntea redresoare V alimenteaza schema de comanda cu tensiunea continua necesara. Sigurantele F1 F9 asigura

    protectii la scurt circuit a instalatiei de forta si de comanda. Rezistentele R1, R2, R3 sunt rezistente economizatoare cu rolul de a limita curentul prin bobinele de

    c.c. ale contactoarelor si de a limita in acest mod solicitarea lor termica.

    Figura 5.6. Schema electrica desfasurata de comanda cu contactoare de c.c.,

    protectie si pornire Y- a unui motor asincron cu rotorul in scurtcircuit

    F1, F2, F3, F5, F6, F7, F8, F9, sigurante fuzibile, F4 releu termobimatalic, K1, K2, K3 contactoare electromagnetice, K4T releu de timp cu temporizare la actionare S1, S2 butoane de actionare, M motor asincron cu rotorul in scurtcircuit, H1, H2, H3, H4lampi de semnalizare, Ttransformator de separare, Vpunte redresoare, R1, R2, R3rezistente economizatoare, C0condensator dee filtraj.

    Lampile de semnalizare H1 H4 semnalizeaza: H1 prezenta tensiunii in reteaua de alimentare, H2 prezenta tensiunii de comanda, H3 functionarea in conexiune stea a motorului, H4 functionarea in conexiune triunghi a motorului.

    Caracteristica temporala de protectie a motorului este cea prezentata in figura 5.3.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 25 din 94

    Instalaia electric dintr-o locuin

    curentii maximi admisi pe conductoare in functie de sectiune si nr. de conductoare aflate in tub.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 26 din 94

    CURENTII MAXIMI ADMISIBILI LA CONDUCTOARELE IZOLATE (IN REGIM PERMANENT)

    Temperatura mediului ambiant =22C-25C ! temperatura maxim admis pe conductor=65C

    sectiunea conductoarelor Nr.conductoare montate in tub in aer liber exprimata in mm 2 3 4 5,6 1 14 12 11 10 20 1,5 17 14 13 11 25 2,5 24 20 18 16 34 4 31 26 24 21 45 6 40 34 31 24 57 10 55 49 45 39 78 16 73 64 58 51 104 25 100 84 76 67 134 35 125 108 98 87 168 50 150 135 123 109 219 70 200 171 156 137 260 95 241 218 198 174 310 120 272 250 228 196 365 150 310 280 255 224 415

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 27 din 94

    Aparate de msur i control pentru intalaiile electrice

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 28 din 94

    Aparatele de msur, indiferent de tip, sunt instrumente de baz n munca electronitilor, proiectanilor, lucrtorilor de mentenan, instalatorilor, i chiar a montatorilor.

    Cel mai adesea sunt folosite multimetrele, care au o carcas compact, comod de utilizat i, totodat, ofer posibilitatea de msurare a unor mrimi electrice diverse (chiar i a unora cum sunt capacitatea sau inductana). Exist o grup de echipamente de msur care completeaz excelent multimetrele n ceea ce privete posibilitatea de msurare a unor mrimi specifice, parametrii extremi sau modul nestandard de msurare. Un asemenea aparat este cletele ampermetric

    Instrumentul din imaginea alturat este un clete ampermetric de putere. n cazul acestui tip de echipament, msurarea este realizat prin cuprinderea conductorului traversat de curent ntre flcile cletelui, care fac parte integrant din aparat. Acest clete este un fel de circuit magnetic i funcioneaz ca transformatorul de curent. Conform legii lui Ampre, curentul care trece prin cablu determin un cmp magnetic n circuitul magnetic-clete.

    Figura 1

    Msurarea se realizeaz cu ajutorul celei de-a doua bobine (cu un numr mai mare de spire), nfurat pe circuitul magnetic i aflat n carcasa aparatului. O scurt analiz a principiului de funcionare arat c cletele ampermetric msoar mrimile electrice n circuitele de curent alternativ (dei exist soluii destinate msurrii parametrilor curentului continuu, dar bazate pe un principiu de funcionare complet diferit). Avantajul acestui aparat de msur const n posibilitatea de msurare a ctorva mrimi electrice diferite i n eliminarea necesitii de ntrerupere a circuitului la msurarea curentului (i a puterii), care poate fi dificil, poate lua mult timp i poate fi chiar periculoas. Aparatul de msur clete ampermetric este destinat msurrii puterii active, reactive, aparente i a factorului de putere cos n circuitele monofazate i trifazate. Puterea activ este puterea primit de receptor de la surs i transformat n alt tip de energie.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 29 din 94

    Aceast putere apare n circuit n cazul receptoarelor cu un caracter pur rezistiv. n schimb puterea reactiv este cea care, pe durata unei funcionri normale, trece ntre surs i receptor n ambele pri (nu este transformat n receptor). Aceast putere apare n cazul receptoarelor inductive i capacitive.

    Puterea aparent este o putere ocazional a circuitului, vzut dinspre surs, care este suma vectorial a primelor dou puteri. Dependena dintre diferitele puteri este indicat n figura nr. 1, care prezint triunghiul puterilor. Pe triunghi este prezentat i un alt parametru legat de puteri: factorul de putere cos. Puterea reactiv nu este transformat ntr-un alt tip de energie n receptor i trecerea ei prin circuit (concret, fluxul curenilor legai de aceasta) determin pierderi pe rezistenele diferite de zero ale conductoarelor. De aceea, se tinde spre reducerea la maximum a prezenei puterii reactive n circuit (cos 1), fapt care are, bineneles, o importan special n cazul sarcinilor inductive (motoare) i capacitive.

    Aparatul clete ampermetric msoar i mrimile legate de msurarea puterii, curentul i tensiunea alternative (valori efective), energia activ, unghiul de defazaj ntre tensiune i curent i frecvena semnalelor msurate. Toate mrimile care pot fi msurate cu ajutorul aparatului sunt detaliate n tabelul nr. 1. Figura 2 Aparatul AX-3550, ca multe alte aparate digitale moderne, este prevzut cu funcii specifice care faciliteaz msurarea: funcie de meninere a rezultatului msurtorii pe ecran (HOLD), funcie de salvare a rezultatului msurtorii n memorie (SAVE) i de afiare a rezultatului din memorie (MR), funcie de nregistrare a valorii maxime i minime (MAX/MIN), afiaj tip bargraf indicator digital care simuleaz afiarea analogic, util pentru msurtorile rapide i foarte aproximative, dar i pentru msurarea parametrilor variabili.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 30 din 94

    Figura 3 Pe afiajul tip bargraf pot fi citite domeniul i direcia modificrilor mult mai uor dect pe afiajul digital.

    i funcii specifice pentru echipamentul descris: nsumarea puterilor diferitelor faze (), alegerea fazelor i a sumei acestora (SEL), aducerea la zero a contorului de energie (CLEAR) n figura 2 sunt prezentate cteva accesorii ale aparatului de msur AX-3550. n afar de sondele, clemele crocodil i cablurile de msurare prezentate, n set se mai afl: etui pentru aparat, care poate fi purtat pe umr sau la curea, cablu USB pentru conectare la computer, CD cu driverele i programul pentru descrcarea i prelucrarea rezultatelor msurtorilor, precum i instruciuni de utilizare n limbile polon i englez.

    A venit timpul s trecem la aspecte mai practice. V voi prezenta, pe scurt, metoda de msurare a fiecrei mrimi. n figura 3, se poate vedea butonul selector destinat alegerii mrimii msurate.

    Figura 4 Msurarea tensiunii conectarea se realizeaz n mod clasic, folosind bornele L1 i COM. Butonul selector de funcii trebuie reglat la VAC. n figura 4 apare rezultatul msurrii tensiunii (valoare efectiv) de la reeaua de energie electric, iar pe rndul de jos este afiat frecvena semnalului msurat.

    Figura 5 Msurarea curentului cuprindem n clete conductorul testat i reglm butonul selector de funcii la AAC. Reinei c ntre flcile cletelui trebuie s se afle un singur conductor din circuitul de curent respectiv (dat fiind principiul de funcionare

    al aparatului). Figura 5 arat rezultatul msurrii curentului (valoare efectiv) care ajunge la receptor, iar mai jos este afiat i valoarea tensiunii dintre punctele n care au fost aplicate sondele de msurare. Figura 6 Msurarea puterii active conectm bornele ca la

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 31 din 94

    msurarea tensiunii i cuprindem n clete conductorul testat. Reglm butonul selector de funcii n poziia kW. Figura 6 arat rezultatul msurrii puterii unui ceainic fr fir i unghiul de defazaj ntre tensiune i curent (PG).

    Msurarea puterii reactive i aparente pregtirile de msurare ca mai sus. Reglm butonul selector de funcii n poziia kVAr (reactiv) sau kVA (aparent). Pe afiaj vor aprea ntotdeauna ambele puteri menionate, iar funcia aleas va decide valoarea care se va afla pe rndul de sus. Figura 7

    Figura 8 Msurarea factorului de putere cos pregtirile de msurare ca mai sus. Reglm butonul selector de funcii n poziia cos. Figurile 7 i 8 prezint rezultatele msurrii puterii reactive (kVAr), aparente (kVA), factorului de putere (PF) i a unghiului de defazaj ntre curent i tensiune (PG) pentru un aspirator n funciune.

    Figura 9 Msurarea energiei active pregtirile de msurare ca n cazul msurrii puterii. Pe afiaj va aprea valoarea puterii n KWh i durata msurtorii. Figura 9 este un exemplu de rezultat al msurrii energiei necesare pentru fierberea apei ntr-un ceainic fr fir aproape plin.

    Aa cum am mai spus, aparatul de msur are posibilitatea de conectare la computer i de transmitere a rezultatelor msurtorilor n programul aflat pe CD-ul ataat. Comunicaia se desfoar prin portul USB i, dinspre aparatul de msur, are un caracter optic. Astfel, exist o izolaie galvanic a pistei de transmisie de la circuitele de msurare ale aparatului, care garanteaz sigurana conectrii la computer pe durata msurrii unor tensiuni i cureni mai mari. V prezint mai jos un print screen al ferestrelor programului.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 32 din 94

    Msurtorile efectuate pot fi transmise ctre aplicaie n timp real sau din memoria aparatului de msur, prin apsarea butonului USB de pe echipament. Programul este alctuit din dou ferestre: o fereastr cu lista de valori i o fereastr de caracteristici. Valorile din list pot fi salvate, printate sau exportate ctre o foaie de calcul Excel. Fereastra de alturi prezint caracteristicile diferitelor valori, trasate pe baza valorilor msurate. n aceast fereastr putem observa variaia diagramelor, putem schimba

    scara i putem printa aceste caracteristici. APARATE de MSUR ELECTRONICE. VOLTMETRE Sunt folosite pentru msurri n curent continuu i n curent alternativ fiind specifice tensiunilor de audio i radiofrecven. Generaliti

    Lucreaz ntr-o gam foarte larg de tensiuni (V - zeci sau sute de kV ) i frecvene pn la sute i mii de MHz. Se caracterizeaz printr-o sensibilitate nalt, scar liniar ntr-un domeniu larg de msurare, consum mic de putere, rezisten de intrare mare (sute sau mii de M) capacitate mic de intrare 5 20 pF . Precizia lor este ns redus 1-3% i aceasta datorit variaiei cu temperatura a parametrilor dispozitivelor semiconductoare. Voltmetrele electronice constau n principal dintr-un dispozitiv de msurare magnetoelectric i un traductor electronic de detecie (redresoare) i amplificare. n plus un circuit de intrare i o sursa de alimentare. Circuitul de intrare asigur mrimea i caracterul impedanei de intrare, precum i extinderea domeniului de msurare. Se compun din: borne de intrare, divizor de tensiune i uneori un repetor pe emitor. Acesta din urm are impedan de ieire mic, fapt ce permite cuplarea unui cablu de legtur cu capacitate mare, fr reducerea benzii de frecven. Divizorul de tensiune asigur extinderea domeniului de msurare. Pentru tensiuni pn la 100 200V se utilizeaz divizoare rezistive cu compensare de frecven, cu impedana de intrare mic;

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 33 din 94

    pentru tensiuni de ordinul kV se folosesc divizoare capacitive. La unele tipuri de voltmetre extinderea domeniului de msurare se efectueaz prin variaia factorului de reacie negativ a amplificatorului. Voltmetrele electronice pot fi clasificate, in primul rind, dupa modul in care se afiseaza rezultatul, distingindu-se voltmetre analogice si voltmetre digitale. De asemenea voltmetrele electronice pot fi clasificate dupa cum utilizeza tuburi sau dispozitive semiconductoare sau dupa tipul de detectie utilizat. Se disting, astfel, voltmetre cu dioda, voltmetre cu detectie anodica si volmetre cu detectie pe grila. In afara de a aceste tipuri curente de voltmetre electronice exista si tipuri speciale, ca: voltmetre cu retragere, voltmetre in punte, voltmetre cu scara logaritmica si voltmetre cu trioda inversata. Voltmetre electronice cu tranzistoare Voltmetrele electronice de tip analogic cu tranzistoare se utilizeaza numai la instrumente putin pretentioase. In principiu, acestea sunt voltmetre electronice de curent continuu, la care tranzistorul lucreaza ca amplificator de curent.

    Deoarece factorul de amplificare al unui tranzistor nu este prea mare, iar pe de alta parte, amplificatoarele de curent continuu cu tranzistoare cu mai multe etaje se realizeaza dificil, astfel de voltmetre se intrebuinteaza relativ rar si numai in montaje realizate de amatori. Schema de principiu a unui voltmetru cu tranzistoare se prezinta in figura 19. Deoarece tranzistorul prezinta un efect termic important, etalonarea nu se realizeaza cu precizie.

    n prezent voltmetrele electronice analogice (cu ac indicator) nu se mai fabric, locul lor fiind luat aproape n totalitate de ctre voltmetrele digitale (numerice), cele analogice gsindu-se nc n numr mare att n tehnica de laborator ct i n instrumentaia industrial mai veche.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 34 din 94

    MSURAREA TENSIUNII ELECTRICE - tensiunea electric dintre dou puncte ale unui cmp electric este mrimea fizic scalar

    egal cu raportul dintre lucrul mecanic efectuat de cmp pentru a deplasa o sarcin de prob ntre cele dou puncte i valoarea sarcinii de prob.

    Masurarea tensiunii electrice se efectueaza cu ajutorul urmatoarelor aparate: multimetre fig.1, voltmetre fig.2., testere fig. 3

    Fig.1 Multimetru Fig.2 Voltmetru Fig. 3 - Tester Sunt aparate destinate masurarii de tensiuni continue, alternative si in impulsuri, in gama

    larga de frecvente. Desi in prezent nu se mai produc ca aparate individuale, ci in variante de multimetre, destinate masurarii mai multor marimi (tensiuni, curenti, rezistente, inductante, capacitati), studiul lor este important prin aceea ca tensiunile reprezinta o clasa de marimi care intereseaza in mod frecvent. Evolutia lor s-a bazat pe cresterea performantelor in electronica, cu consecinte in cresterea preciziilor, domeniilor de frecvente si vitezei de lucru.

    Clasificari: dupa modul prelucrarii tensiunii masurate:

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 35 din 94

    analogice numerice.

    dupa natura tensiunii masurate: de c.c. de c.a.

    Fig. 4 Schema de baza de masurare a tensiunilor

    Schema de baza de masurare a tensiunilor cu un dispozitiv magnetoelectric este data in

    fig.4, in care: Ra -este rezistenta aditionala; Rbm -este rezistenta proprie a bobinei mobile; I - dispozitivul magnetoelectric.

    Unitatea de msur a tensiunii electrice denumit astfel n cinstea lui Alessandro Volta (1745 - 1827) este voltul. 2.Metode de masurare:

    Scopul masurarii este obtinerea experimentala a unei informatii cantitative asupra anumitor

    proprietati ale unui obiect sau sistem si exprimarea ei sub o forma adecvata pentru utilizator. Asamblul operatiilor experimentale care se executa in vederea obtinerii rezultatului masurarii constituie procesul de masurare.

    Procesul de masurare contine urmatoarele elemente principale: masurandul (marimea de masurat), metoda de masurare, aparatul de masurat si etalonul. In functie de natura, precizia si scopul masurari, aceste elemente au o importanta relativa diferita. Ele determina marea varietate a masurilor in general si a masurilor electrice in particular.

    Masurandul - nu toate proprietatile unui obiect sau ale unui sistem sunt masurabile. O prima conditie de masurabilitate este ca marimea sa constituie o multime ordonabila, adica o multime in care sa se poata defini relatiile de egal, mai mic si mai mare intre elementele ei.

    Metoda de masurare prezenta marimii de referinta (a etalonului), chiar daca unori este mai putin evidenta, este indispensabila. Se pot deosebi masurari prin comparatie simultana si masurari prin comparatie succesiva.

    Aparatul de masurat in general, marimea de iesire depinde nu numai de marimea de intrare, ci si de alte marimi care influenteaza aparatul. Aceste marimi sunt numite marimi de influenta. Cele mai obisnuite sunt marimile caracteristice mediului in care se face masurarea: marimi perturbatoare electromagnetice si marimi proprii obiectului supus masurari.

    Etalonul unicitatea si conformitatea masurarilor, in orice loc si la orice moment, reclama un sistem de etaloane care sa asigure: generarea principilor unitati de masura, mentinere acestor unitati de masura si corelarea intre ele a unitatilor de masura. Aceste trei operatii

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 36 din 94

    fundamentale in activitatea metrologica se efectueaza in mod corespunzator cu urmatoarele trei categorii de etaloane: de definitie, de conservare si de transfer. 3.Masurarea tensiunii si curentului continuu:

    Tensiunea continu i curentul continuu sunt mrimi a caror msurare este necesara atat in sisteme de transmitere a energiei electrice cat si in cele de transmitere a informatiei pe suport electric.

    Generatoare de tensiune de referinta in cazurile simple in care generatorul de tensiune de referinta trebuie sa debiteze un curent neglijabil se pot folosi elemente normale sau circuite cu diode Zener, care furnizeaza o tensiune de referinta fixa.

    Metoda compensarii complete consta in masurarea tensiunii continue printr-un procedeu de zero, echilibrand tensiunea de masurat Ux cu o tensiune cunoscuta Ue egala cu Ux ,obtinuta prin trecerea fie a unui curent constant printr-un resistor variabil, fie a unui curent variabil printr-un resistor constant.

    Metoda compensarii incomplete.Voltmetre diferentiale metoda compensarii incomplete pentru masurarea tensiunii continue este o metoda diferentiala, constand in masurarea cu un voltmetru indicator a diferentei dintre tensiunea necunoscuta si o tensiune de compensare reglabila, cunoscuta rezulta ca tensiunea de masurat este egala cu tensiunea de compensare + tensiunea masurata cu voltmetrul indicator.

    Masurarea curentului continuu masurarea directa a curentului continuu se face cu ajutorul ampermetrelor magnetoelectrice si electrodinamice. Masurarea indirecta se face fie cu ajutorul sunturilor fie prin intermediul convertoarelor magnetice de c.c.

    Masurarea tensiunii si curentului alternativ : Tensiunea si curentul alternativ se masoara cu precizie mare la frecvente intre 10 Hz si 10

    kHz. Generalitati din punct de vedere al comportarii globale, un semnal alternativ in regim

    stationar poate fi caracterizat prin valoare efectiva, valoare medie si valoare de varf. Valoarea efectiva a unei tensiuni alternative este egala cu valoarea unei tensiuni continue

    care ar dezvolta o putere medie egala in aceeasi rezistenta. Valoarea medie a unei tensiuni alternative este valoarea medie in timp a modulului

    tensiunii. Valoarea de varf a unei tensiuni alternative este valoarea instantanee de modul maxim a

    tensiunii. Masurarea tensiunii si curentului alternativ prin comparare cea mai precisa masurare a

    tensiunii alternative si a curentului alternativ se poate face prin comparare cu marimea continua corespunzatoare observand egalitatea efectelor termice, electrodinamice sau altele asupra unui element sensibil la aceste efecte.Metoda se numeste comparare c.a.-c.c., elementul sensibil se numeste element de transfer c.a-c.c., iar aparatul bazat pe aceasta metoda este un comparator c.a-c.c.

    Masurarea tensiunii alternative prin conversiune c.a.-c.c. in practica masurarea prin comparare c.a.-c.c. se foloseste numai la calibrarea aparatelor si in masurari speciale, de mare

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 37 din 94

    precizie.Masurarea tensiunii alternative se face prin conversiune c.a-c.c. cu ajutorul unui convertor c.a.-c.c. care furnizeaza la iesire o tensiune continua egala sau proportionala cu valoarea efectiva, valoarea medie sau valoarea de varf a tensiunii alternative de intrare.

    Metode de raport aplicate la masurarile in c.a. metodele de raport pot atinge precizii mai bune decat ale masurarilor similare in c.c. datorita dispozitivelor inductive de raport (DIR). Transformatorul este unul din dispozitivele inductive fundamentale; el poate fi folosit ca transformator de tensiune sau ca transformator de curent. Divizorul inductiv este un alt dispozitiv fundamental utilizabil pentru a genera sau a compara doua tensiuni sau doi curenti intr-un raport dat. 4.Exemple de aparate de masurat : n cadrul masurarilor electrice, masurarea tensiunii are cea maimare pondere, datorit faptului ca n acest caz nu se modifica structura constructiva a circuitului electric. Masurarea tensiunii electrice se face cu metode directe, nsa sunt posibile si metode indirecte de masurare. n toate masurarile de tensiune se urmareste ca prin introducerea mijlocului de masurare - n paralel ntre doua puncte din circuit (figura 5) - sa nu se perturbe functionarea acestuia.

    Fig. 5 Schema de masurare a tensiunii Considernd o sursa de tensiune E, cu rezistenta interioara ri1, eroarea suplimentara ce

    apare ca urmare a introducerii voltmetrului n schema de masurare, este: de unde rezulta ca pentru a avea erori minime este necesar ca Rv>>ri.

    n circuitele de curent continuu si alternativ, unde nu sunt necesare precizii prea mari, pentru masurarea tensiunii se utilizeaza aparatele cu citire directa. Astfel, n circuitele de curent continuu se folosesc voltmetre construite pe baza dispozitivului magnetoelectric, masurarea tensiunii facndu-se prin intermediul curentului ce parcurge bobina instrumentului. ntr-adevar, daca I este curentul ce parcurge bobina si R0 rezistenta sa interioara, caderea de tensiune de la bornele instrumentului va fi U=IR0, iar deviatia

    permanenta:

    Fig.6 Extinderea domeniului de masurare la voltmetre

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 38 din 94

    Extinderea domeniului de masurare se face conectnd rezistente aditionale n serie cu dispozitivul, conform figura 6 voltmetrul V, cu tensiunea nominala, U0 si rezistenta interioara, Rv, este nseriat cu rezistenta aditionala, Ra pentru extinderea domeniului de masurare pna la tensiunea, U. n acest caz, rezistenta aditionala se poate calcula cu relatia:

    R = R (n -1) a v , unde n= U/U0.

    Ca si la ampermetrele magnetoelectrice, extinderea domeniului de masurare n c.a. se face cu ajutorul unor circuite redresoare. Dispozitivele electromagnetice si electrodinamice se folosesc la construirea unor voltmetre, n special pentru curent alternativ, pna la 1000V.

    Pentru masurarea tensiunilor alternative de frecvente mai ridicate se folosesc: - voltmetre electronice de valori efective; - voltmetre electronice cu diode n clasa B (de valori medii); - voltmetre electronice cu diode n clasa C (de vrf). 5.Voltmetrele electronice de valori efective: permit masurarea directa a valorii efective a tensiunii pe baza definitiei termice a valorii efective sau a relatiei:

    Voltmetrele electronice bazate pe definitia termica a valorii efective au n compunerea lor

    dispozitive de masurare a temperaturi la care ajung unele rezistoare din schema de masurare ca urmare a puterii disipate de catre acestea, proportionala cu valoarea efectiva a tensiunii necunoscute. Cele bazate pe relatia de definitie a valorii efective au n compunerea lor dispozitive de ridicare la patrat, mediere si extragerea radacinii patrate.

    Voltmetrele electronice de valori efective sunt aparate complexe, utilizarea lor practica fiind redusa numai pentru unele aplicatii speciale.

    Fig. 7 Voltmetru electronic cu dioda n clasa B.

    6. Voltmetrele electronice cu diode n clasa B: (de valori medii) au schema din figura 7 si se caracterizeaza prin aceea ca dioda conduce o jumatate de perioada dintr-un semnal sinusoidal (numai semialternanta pozitiva). Indicatia acestor voltmetre este proportionala cu valoarea medie si ele sunt etalonate direct n valori efective pentru forme de unda sinusoidale, conform relatiei:

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 39 din 94

    Masurarea altor forme de unda nesinusoidale sau cu un continut bogat n armonici cu faze diferite, conduce la aparitia unor erori suplimentare. 7. Voltmetrele electronice cu diode n clasa C: (de vrf) sunt caracterizate prin aceea ca dioda conduce mai putin dect o jumatate de perioada a unui semnal sinusoidal ca urmare a ncarcarii condensatorului la valoarea de vrf a tensiunii de intrare. Schema de principiu a unui voltmetru cu dioda n clasa C este prezentata n figura 8, mpreuna cu diagramele de tensiuni.

    Fig 8 Schema de principiu a voltmetrului cu dioda n clasa C.

    Pentru a explica principiul de functionare al voltmetrelor cu diode n clasa C se presupune

    ca dioda D este ideala si condensatorul C are conditii initiale nule; daca la intrare se aplica o tensiune sinusoidala, pentru semialternanta pozitiva, dioda D este direct polarizata, permitnd ncarcarea condensatorului cu polaritatea din figura, si deci, tensiunea la bornele condensatorului va urmari tensiunea de intrare. La un moment dat, dupa ce tensiunea de intrare a atins valoarea de vrf (punctul A din figura 5), dioda devine invers polarizata deoarece tensiunea de la bornele condensatorului este mai mare dect tensiunea aplicata la intrare; n aceste conditii, condensatorul ncepe sa se descarce dupa o exponentiala pe rezistenta Rv a voltmetrului.

    Descarcarea are loc pna n momentul n care tensiunea de la intrare devine mai mare

    dect tensiunea de la bornele condensatorului (punctul B din diagrama de tensiuni); din acest moment, dioda se redeschide si permite rencarcarea condensatorului la valoarea de vrf a tensiunii (portiunea BC), dupa care procesul se repeta.

    Dac se alege constanta de timp a circuitului CRv>>T0, unde T0=1/f0 este perioada semnalului aplicat la intrare, durata de deschidere a diodei va fi foarte mica si deci tensiunea la bornele condensatorului se mentine aproximativ constanta, egala cu valoarea de vrf a tensiunii aplicate la intrare, de unde provine si denumirea de voltmetru de vrf. 8. Voltmetre electronice analogice:

    In prezent voltmetrele electronice analogice (cu ac indicator) nu se mai fabrica,locul lor fiid luat aproape in totalitate de catre voltmetrele numerice ,acestea se gasesc inca in numar mare atat in tehnica de laborator cat si instrumentatia industriala.

    Caracteristici de baza ale voltmetrelor electronice : Voltmetrele electronice au senibilitate mult mai mare decat voltmetrele electromecanice

    dar sunt mai complicate si mai vlnerabile la perturbatii electromagnetice.In literatura de prospect

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 40 din 94

    caracteristicile voltmetelor sunt clasificate in :caracteristici de intrare,de transfer,de iesire si generale.

    9. Voltmetre electronice de c.c.:

    Voltmetrele electronice de curent continuu (VEC) constituie pn n anii 1970 sunt de tipul punte,cu triode sau cu tranzistoare cu efect de cmp.Ambele variante,isi ofera o rezistenta de intrare suficient de buna ce necesita reglaj de zero si au sensibilitatea redusa;de aceea au fost parasite complet in favoarea celor cu amplificatoare operationale integrate.Acestea asigura o rezistenta la fel de buna si in plus au o sensibilitate mult mai mare cum si o precizie mai buna.

    Cuplul produs in dispozitiv este proportional cu curentul care trece prin bobina mobila, deci, prin legea lui Ohm, si cu tensiunea de la bornele montajului. De aceea scalaa paratului poate fi etalonata direct in unitati de tensiune. Scara este uniforma:

    Determinarea rezistentei aditionale se poate face cunoscnd sensibilitatea in curent a

    dispozitivului (de ex. 50 m A) si alegnd limita domeniului de tensiune U in care sa se faca masurarea:

    Pentru un voltmetru cu mai multe domenii de masurare se conecteaza mai multe rezistente

    aditionale (relatia de mai sus), calculate corespunzator domeniului deservit selectat cu un comutator K1.

    Fig. 9

    Principalul dezavantaj al acestui tip de voltmetru este rezistenta sa mica de intrare. Clasa de precizie maxima nu depaseste 1 %.

    10. Voltmetre de curent continuu cu amplificatoare: Pentru a mari sensibilitatea si rezistenta de intrare a unui voltmetru magnetoelectric,

    acestuia i se poate atasa un amplificator de c.c. fig.10.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 41 din 94

    Fig. 10 Voltmetru de c.c. cu amplificator Amplificatorul poate fi :

    cu cuplaj direct;

    cu choppare.

    Atenuatorul permite schimbarea sensibilitatii voltmetrului. Filtrul elimina eventualele

    componente alternative suprapuse peste semnalul continuu. Reactia negativa asigura o

    stabilitate mai buna a caracteristicilor amplificatorului.

    Fig. 11

    Amplificatorul poate fi tranzistorizat sau cu amplificatoare operationale (AO). O rezistenta

    foarte mare de intrare se obtine la folosirea in circuitul de intrare a tranzistoarelor cu efect de

    cmp (1010 W ) sau a unor AO cu astfel de componente in circuitul de intrare, rezultnd curenti de

    intrare de ordinul zeci de nA.

    In concluzie la un voltmetru de c.c. regasim etajele din fig. 9.4:

    ACR- atenuator calibrat rezistiv;

    Ac.c. amplificator de c.c.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 42 din 94

    11. Voltmetre de curent alternativ: Un voltmetru de c.a. este format din doua parti distincte: partea de detectie, care transforma semnalul alternativ de masurat intr-un semnal

    continuu proportional; partea de masura in c.c

    Dupa tipul detectiei, voltmetrele de c.a. se pot clasifica in voltmetre:

    de valori efective (Vef); de valori medii (Vmed); de valori de vrf (Vmax).

    Intre valorile efectiva, medie si de vrf ale unui semnal periodic cu variatie sinusoidala subzista relatiile de legatura:

    Factorul de forma este (pentru tensiune sinusoidala)

    Valoarea vrf la - vrf a unui semnal sinusoidal este:

    12. Voltmetre de valori medii:

    Aceste voltmetre se etaloneaza in valori efective, pe baza relatiei de legatura dintre valoarea medie si cea efectiva in regim sinusoidal . Voltmetrele de valori medii sunt mai simple si mai ieftine dect cele de valori efective.

    Semnalul fig. 12 se aplica unui amplificator cu amplificare si impedanta de intrare ridicate, este apoi atenuat, corespunzator scarilor VE. Tensiunea alternativa este redresata de puntea cu diode, curentul variaza in instrument ca in fig. 13. Deplasarea indicatorului se produce sub

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 43 din 94

    actiunea unui cuplu mediu proportional cu valoarea medie a curentului redresat. Circuitul folosit este de fapt un convertor tensiune-curent cu redresare dubla alternanta.

    Fig. 12 Fig. 13

    Etalonarea se face in valori efective, pe baza relatiei dintre valoarea medie si cea efectiva la redresarea dubl alternan:

    13.Voltmetre de valori de varf: Sunt voltmetre universale (de c.c. si c.a.), functionnd dupa principiul masurarii valorii de vrf.

    Fig. 14

    ACR- atenuator calibrat rezistiv; ACC amplificator de c.c.; I instrument indicator.

    Tensiunile continue se masoara cu voltmetrul de c.c., constituit de ACR, ACC, I.

    Tensiunea alternativa se converteste intr-o tensiune continua de valoare proportionala cu detectorul de vrf DV, apoi este masurata cu voltmetrul de c.c. DV poate fi realizat sub forma de sonda, ceea ce constituie un avantaj al acestui ti*p de voltmetru.

    Detectorul de vrf poate fi:

    serie; paralel;

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 44 din 94

    Fig. 15 Vrf la vrf

    Ultima variant prezint avantajul eliminarii erorilor datorate unor semnale nesimetrice. Schema unui detector vrf la vrf dublor de tensiune se da in fig. 15. C1 se incarca la valoarea de vrf a semialternantei negative. In semiperioada pozitiva sarcina lui C1 este transferata la C2, caruia i se aplica in plus tensiunea de vrf a semialternantei pozitive, deci se va incarca la valoarea vrf la vrf a tensiunii sinusoidale de intrare. C1 si C2 trebuie sa fie de valori suficient de mari pentru ca tensiunea la bornele lor sa se mentina constanta in decursul unei perioade.

    Avantajul voltmetrelor de vrf il constituie capul de proba care permite masurarea tensiunilor acolo unde apar, prin conductorul de legatura cu aparatul circulnd c.c. Acest mod de masurare este indicat in special la frecvente mari.

    14. Voltmetre de valori efective:

    Valoarea medie ptratic sau valoarea efectiv (n englez rms root mean square) se definete c acea valoare a tensiunii alternative care are acelai efect termic ca o tensiune continu dat. De ex. : 10 V c.c. dau acelasi efect termic intr-o rezistenta ca si o tensiune alternativa de 14,14 V. Deci se poate scrie: sau: adic:

    Dintre tensiunile definite, cea efectiva este, de departe, cea mai importanta forma, intruct

    este singura care ofera o legatura directa intre efectele tensiunilor alternative si continue, indiferent de forma de unda.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 45 din 94

    Voltmetrele de valori efective pot fi:

    voltmetre cu termocuplu; voltmetre de valori efective cu scheme speciale, folosind detector patratic.

    Fig. 16

    Schemele folosind detectia patratica se aseamana cu cea din fig. 16 Ca detector patratic poate fi folosita dioda semiconductoare care are caracteristica cu

    neliniaritate de ordinul doi la valori mici ale tensiunii de intrare fig. 17.

    Fig. 17

    O alta posibilitate de obtinere a unui voltmetru de valori efective o constituie combinarea unei detectii de vrf cu o detectie de valori medii; dupa o relatie de forma:

    Schema se da in fig. 18

    Fig. 18

    Relatia este valabila pentru orice forma de unda. Coeficientii se determina pentru o anumita forma de unda, in general cea sinusoidal.

    Cnd forma de unda nu este sinusoidala aparatul nu va indica valoarea medie patratica adevarata a tensiunii masurate, ci o valoare datorata valorii medii a formei de unda respective. In tabelul alaturat se dau relatiile dintre valorile efective si valorile medii in functie de forma de unda. Deci la voltmetrele a caror scara este calibrata pentru o forma de unda specificata, indicatia este corecta doar pentru acea forma, in alte situatii indicatia este mai mica. 15.Voltmetre si multimetre numerice:

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 46 din 94

    Sunt aparate care afiseaza rezultatul masurarii direct sub forma numerica. Ele sunt destinate masurarii tensiunilor continue. Multimetrele numerice sunt variante multifunctionale care mai pot masura in plus tensiuni alternative, curenti continui si alternativi, rezistente. Toate aceste marimi sunt convertite in prealabil intr-o tensiune continua, de valoare proportionala, care este apoi masurata cu partea de voltmetru numeric a multimetrului.

    Avantaje ale folosirii voltmetrelor numerice:

    precizie foarte buna (0,001 in c.c si 0,1 in c.a.); rezolutie ridicata (de ordinul nV); frecventa mare de repetitie a masuratorilor (zeci, sute/sec); impedante de intrare de ordinul GW ; In plus au avantajele aparatelor numerice: posibilitatea transmiterii cu usurinta la distanta a rezultatului; o buna imunitate la perturbatii.

    Schema bloc simplificata a unui voltmetru numeric este data n fig. 19

    Fig. 19

    Elementul principal il constituie circuitul convertor analog - numeric CAN. Acesta realizeaza conversia sub forma numerica a tensiunii de masurat Ux, rezultatul fiind afisat in cod binar zecimal (BCD) pe dispozitivul de afisare DA. DC este dispozitivul de comanda, avnd rolul de a initia, la momente bine determinate, operatia de conversie si de a relua in mod automat masuratoarea. Diferitele tipuri de voltmetre numerice difera, in esenta, prin tipul de CAN utilizat. Cele mai intlnite variante de CAN sunt: cu comparare: cu tensiunea de comparat: cu trepte egale; cu trepte inegale; cu urmrire; cu aproximare succesiva; cu conversie tensiune timp: cu integrarea tensiunii de referin; cu dubla integrare;

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 47 din 94

    cu conversie tensiune-frecventa; cu modulatie D a impulsurilor; combinatii ale celor de mai sus.

    Cele mai utilizate, prin avantajele oferite sunt cele cu comparare si cu dubl integrare. Pentru aprecierea preciziei de conversie, trebuie avut in vedere ca tensiunea de masurat

    este discretizata intr-un numar de trepte elementare, usor numarabile. Treapta trebuie sa corespunda unei tensiuni de valoare bine precizata. Ea reprezinta cea mai mica valoare diferita de zero, indicata de aparat. De asemenea, doua indicatii adiacente difera intre ele tot prin aceasta treapta elementara. Ea reprezinta ceea ce se denumeste rezolutia voltmetrului numeric. Ca parametru, ea este specificata:

    prin valori absolute de tensiune; prin numarul de cifre zecimale ale afisajului, cu terminologia 3 , 4 , etc. digiti, cu semnificatia: 3 corespunde unei indicatii maxime 1999, 4 la 19999, etc.

    Rezoluia este un parametru de proiectare si nu unul rezultat in urma efectuarii de

    masuratori. Se exemplific cu schema bloc a unui voltmetru numeric cu comparatie cu aproximatii

    succesive fig. 20 Se caracterizeaza printr-o precizie ridicata, fiind unul din tipurile cele mai raspndite.

    Fig. 20

    16.Caracteristicile voltmetrelor numerice:

    1. Precizia nu poate fi caracterizata printr-un singur indice de clasa, similar cu cel de la voltmetrele analogice. Unele erori sunt independente de valoarea masurata, iar altele depind de aceasta. Se introduce un indice global de caracterizare a erorii:

    unde:

    - ed[%] este eroarea constanta maxima raportata la limita superioara a domeniului de masurare;

    - ex[%] este eroarea raportata la valoarea masurata;

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 48 din 94

    - DSMin digit de semnificatie minima (engl. LSB Least Significant Bit) este cea mai mica variatie a marimii analogice de intrare care produce la marimea numerica de iesire o variatie de un bit. El desemneaza eroarea de cuantificare.

    2.Viteza de msurare este raportul dintre numrul de ordine numerice m afiate i timpul de msurare sau de decizie (Td):

    Ea este limitat superior de viteza de comutatie a elementelor schemei si inferior de viteza

    de variatie a marimii masurate. 3. Rejectia zgomotului serie (de mod normal - engl. NMR Normal Mode Rejection).

    Aceste zgomote sunt reprezentate de semnalele parazite care apar in serie cu semnalul de masurat. De obicei ele provin din brumul de retea, dar pot fi si de alta natura, avnd o frecventa oarecare.

    4. Rejectia zgomotului de mod comun ( - engl. CMR Common Mode Rejection). Acest

    tip de zgomot este dat de semnalele parazite care apar intre ambele borne de intrare si masa si se manifesta in cazul masurarilor flotante cnd nici una din bornele de intrare nu este pusa la masa (ex. iesirile unui etaj diferential, iesirile unei punti).

    5. Numarul de domenii asigura masurari de la m V la sute de V. 6. Rezolutia, data de numarul de digiti ai afisajului.

    7. Tipul de afisaj elemente cu LED uri, cristale lichide. 8. Impedanta de intrare de ordinul 106109 W . 9. Gradul de automatizare: schimbarea automata a scarii; recalibrarea automat; indicarea depirii de domeniu. 10. Stabilitatea se refer la variaia etalonrii n funcie de temperatur. Concluzie

    Voltmetrele electronice au senibilitate mult mai mare decat voltmetrele electromecanice dar sunt mai complicate si mai vlnerabile la perturbatii electromagnetice.

  • INOVAREA I REVITALIZAREA MEDIULUI RURAL -Proiect cofinanat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 -CONTRACT: POSDRU/135/5.2/S/126607

    SUPORT DE CURS EL (M1/C6) CALIFICAREA ELECTRICIAN nivel 2,COR 713701, elaborat ing. Gheorghe Buctaru - Formator Pag 49 din 94

    Circuite electronice n instalaii electrice AMPLIFICATORUL OPERAIONAL

    Amplificatorul operaional este un amplificator de c.c. (cu cuplaj direct), care ndeplinete nite performane deosebite: amplificare, band de frecven i impedan de intrare foarte mari, decalaj, deriv i impedan de ieire foarte mici.

    Din p