Măsurări în Electronică și Telecomunicații

3 Masurarea tensiunilor si a curentilor electrici

3.1 Aspecte generale

3.1.1 Procesul de masurare

A masura înseamna a compara o marime necunoscuta, X, cu o alta, de aceeasi natura, Xu , luata drept unitate, dupa relatia

X = mÅ Xu (3.1)

unde m reprezinta valoarea marimii necunoscute X exprimata în unitati de masura Xu.

Marimea de masurat se mai numeste masurand.

Indicatia aparatului de masura (valoarea m) este perceputa de un operator uman sau automat, urmând ca acest rezultat sa fie utilizat de acesta fie in cadrul unui sistem de masurare automat, fie pentru realizarea unui scop practic anume.

Din cauza imperfectiunii aparatului de masura, a operatorului sau a prezentei unor factori perturbatori, rezultatul masuratorii este întotdeauna afectat de o eroare, iar nivelul acesteia defineste precizia cu care se realizeaza acea masuratoare. Rezultatul unei masuratori nu prezinta nici un fel de importanta practica daca nu se cunoaste si precizia acestuia.

3.1.2 Unitatea de masura

Unitatea de masura este definita nu numai ca natura a marimii (aceeasi cu cea a masurandului), ci si cantitativ. Datorita diversitatii marimilor fizice ce se pot masura si a interdependentei dintre acestea, unitatile de masura sunt grupate într-un sistem de unitati, care cuprinde un set de unitati de masura pentru marimile fundamentale (primare) si unitatile de masura pentru marimile derivate (definite pe baza legilor fizicii pornind de la cele fundamentale).

În prezent tinde sa se generalizeze în toata lumea sistemul international (SI) de unitati, având 7 unitati fundamentale (metrul – m pentru distanta, kilogramul – kg pentru masa, secunda – s pentru timp, amperul – A pentru curentul electric, gradul Kelvin – K pentru temperatura, candela – cd pentru intensitatea luminoasa si molul – mol pentru cantitatea de substanta) si unitatile derivate conform legilor fizicii. Acesta a fost adoptat în plan international în 1954 si legiferat în România în anul 1961.

Ansamblul marimilor de natura electrica si a unitatilor de masura corespunzatoare au la baza curentul electric ca marime fundamentala si Amperul ca unitate fundamentala corespunzatoare. Celelalte marimi electrice si unitati sunt derivate din acesta si una sau mai multe alte marimi fundamentale, respectiv din Amper si unitatile fundamentale corespunzatoare.

Amperul (A) se defineste ca intensitatea unui curent electric constant care, mentinut în doua conductoare paralele, rectilinii, cu lungime infinita, asezate în vid la o distanta de 1 m unul de altul, ar produce între aceste conductoare o forta de 2.10-7 N/m.

Voltul (V), ca unitate de masura derivata pentru tensiune, se defineste ca diferenta de potential ce se stabileste între doua puncte ale unui fir conductor parcurs de un curent electric constant de 1 A, când puterea disipata între aceste doua puncte este egala cu 1 W.

Datorita domeniului foarte mare de valori pentru marimile de masurat întâlnite în practica, în particular pentru tensiunile si curentii electrici, în afara unitatilor de masura mentionate se utilizeaza curent multiplii si submultiplii acestora.

3.1.3 Unitati de masura de nivel

O particularitate o prezinta situatiile în care anumite masuratori presupun furnizarea rezultatului unei masuratori prin comparatie cu o valoare de referinta a marimii respective. Altfel spus, se masoara nivelul marimii respective nu la modul absolut, ci prin raportare la un nivel de referinta ales conform unui set de criterii specific. Într-o astfel de situatie valoarea marimii respective este complet determinata daca se furnizeaza valoarea raportului si valoarea referintei.

De multe ori aceasta raportare nu este perceputa de operator în mod proportional, liniar, ci conform unei legi neliniare.