Схема включения ваттметра

Схема — включение — ваттметр

Схема — включение — ваттметр

Схема включения ваттметра приведена на фиг.  

Схемы включения ваттметров и счетчиков приведены в любом учебнике по электротехнике. На рис. 177 показано включение ваттметра в сеть через измерительные трансформаторы тока и напряжения.  

Схема включения ваттметра показана на фиг. Неподвижная катушка электродинамического прибора включается в цепь последовательно, как амперметр, и является токовой катушкой ваттметра. Подвижная катушка включается параллельно, как вольтметр. При этих условиях прибор замеряет одновременно ток и напряжение, что и требуется при измерении мощности.  

Схема включения ваттметров не отличается от схемы включения счетчиков. Затем при постоянной нагрузке секундомером измеряют время, за которое диск счетчика сделает определенное число оборотов. На дисках всех счетчиков для этого делают красную отметку. Секундомер пускают, когда отметка на диске проходит определенное положение, при этом счет начинают не с единицы, а с нуля.  

Схема включения ваттметра при измерении активной мощности методом одного ваттметра с искусственной нулевой точкой дана на фиг. Искусственная нулевая точка создается путем соединения звездой трех одинаковых по величине сопротивлений.  

Схема включения ваттметра в цепь переменного однофазного тока не отличается от схемы включения ваттметра в цепь постоянного тока.  

Какие схемы включения ваттметров применяются для измерения активной мощности в трехфазной цепи при несимметричной нагрузке.  

Анализируя схемы включения ваттметров, приведен ные на рис. 12.4, а, б, нетрудно видеть, что показание ваттметра будет соответствовать мощности одной фазы.  

Такая схема включения ваттметра получила название сииусной схемы в отличие от основной схемы для измерения активной мощности, которая называется косинусной схемой.  

Такая схема включения ваттметра получила название си-нусной схемы в отличие от основной схемы для измерения активной мощности, которая называется косинусной схемой.  

Какие схемы включения ваттметров применяют для измерения активной мощности в трехфазной цепи при симметричной нагрузке во всех трех фазах.  

В зависимости от схемы включения ваттметра последний может являться измерителем поглощающего чипа или измерителем проходящей мощности.  

На рис. 16.14 приведена схема включения ваттметра ( счетчика) в однофазную цепь, а на рис. 16.15 — включение двух ваттметров ( двухэлементного счетчика) в трехфазную трехпроводную цепь с трансформаторами тока и напряжения. В однофазных цепях всегда заземляются генераторные зажимы приборов, а в трехфазных — генераторные зажимы последовательных цепей и общая точка ( негенераторные зажимы) параллельных цепей. Для трехфазной цепи принцип включения такой же, как и для однофазной, поскольку нижняя часть схемы представляет как бы отражение верхней части в плоскости, проходящей через среднюю фазу.  

Страницы:      1    2    3    4

Инструкция по управлению ваттметром P06S

Далее инструкция по одной управляющей кнопке:

  1. Нажать кнопку, чтобы включить или выключить подсветку.
  2. Удерживать в течение 3-х секунд, чтобы выставить порог сигнализации мощности.
    2.1. попадем на настройку сигнализации мощности (заводская по умолчанию установлена на 4.4 кВт).
    2.2. Начнет моргать 1-я цифра самого высокого разряда; однократное нажатие добавит единицу; удерживайте кнопку в течение 2-х секунд для перемещения на следующую цифру (разряд); максимальное значение, которое можно установить, 99.9 кВт.
    2.3. Если не нажимать кнопку 5 секунд, произойдет выход из настроек с сохранением текущих данных.
  3. Удерживайте кнопку 5 секунд — система выполнит сброс в настройки по-умолчанию: очистится счетчик электроэнергии, и сигнализация мощности сбросится до заводской установки.

Схема включения ваттметра

При превышении порога сигнализации мощности устройство начинает мигать подсветкой.

В коробке, помимо измерителя и трансформатора (для мощной модели), находится скромное руководство по эксплуатации, напечатанное на одном листе. С одной стороны английская версия, с другой – китайская.

Схема включения ваттметра

Оба измерителя основаны на одной и той же печатной плате, отличаясь только конфигурацией резисторов. В версии 20 А стоят два резистора по 6 мОм – они соединены параллельно в типоразмере 2512, образуя измерительный шунт, а в версии 100 А (оснащенный трансформатором) резистор 1 Ом типоразмера 0603.

Схема включения ваттметра

При максимальном токе 20 А, на шунте падение 60 мВ, что даст 0,6 Вт на резистор (резисторы такого размера могут рассеивать 1 Вт).

Основой схемы является специализированный микроконтроллер HT5019. Это чип для построения однофазных измерителей мощности на основе ядра M0 с флэш-памятью объемом 128 КБ. Второй интегральной микросхемой присутствующей на плате, является драйвер LCD (32×4) VK1621B. Бестрансформаторный источник питания, состоящий из конденсатора и резистора, отвечает за питание электроники. Тут нет приличной защиты этого источника питания (не считая резистора).

Классификация вольтметров

Для измерения синусоидального напряжения с частотой близкой к 50 Герцам используется вольтметр переменного тока. Наиболее часто в аналоговых приборах встречается электромагнитная система. Она имеет нелинейную шкалу, что усложняет снятие показаний.

Селективные вольтметры рассчитаны на измерение среднеквадратического значения отдельной гармонической составляющей напряжения. В его основе лежит электронный вольтметр, рассчитанный на работу с постоянным током. По принципу действия прибор похож на супергетеродинный радиоприемник.

Фазочувствительные вольтметры называются вектрометрами. Они применяются для измерения комплексных напряжений. Одной из популярных сфер их применения является векторное управление асинхронными двигателями с помощью преобразователей частоты. Одна шкала вольтметра показывает действительную составляющую напряжения, а вторая отображает мнимую. Опорное напряжение, необходимое для работы аппарата, может генерироваться как самим прибором, так и с помощью внешнего источника. Благодаря данному устройству можно легко получить амплитудно-фазовую характеристику, позволяющую контролировать правильность работы ключей полупроводниковых четырехполюсников.

Исходный код программы (скетча)

Arduino

/*
* Wattmeter for Solar PV using Arduino
* Dated: 27-7-2018
* Website: http://www.circuitdigest.com/
*
* Power LCD and circuitry from the +5V pin of Arduino whcih is powered via 7805
* LCD RS -> pin 2
* LCD EN -> pin 3
* LCD D4 -> pin 8
* LCD D5 -> pin 9
* LCD D6 -> pin 10
* LCD D7 -> pin 11
* Potetnital divider to measure voltage -> A3
* Op-Amp output to measure current -> A4
*/

Популярные статьи  Пайка меди в домашних условиях

#include <LiquidCrystal.h> //подключаем библиотеку для работы с ЖК дисплеем
int Read_Voltage = A3;
int Read_Current = A4;
const int rs = 3, en = 4, d4 = 8, d5 = 9, d6 = 10, d7 = 11; //номера контактов, к которым подключен ЖК дисплей
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
void setup() {
lcd.begin(16, 2); //Initialise 16*2 LCD
lcd.print(» Arduino Wattmeter»); //приветственное сообщение на 1-й строке
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(» With Arduino «); // приветственное сообщение на 2-й строке
delay(2000);
lcd.clear();
}
void loop() {

float Voltage_Value = analogRead(Read_Voltage);
float Current_Value = analogRead(Read_Current);
Voltage_Value = Voltage_Value * (5.0/1023.0) * 6.46;
Current_Value = Current_Value * (5.0/1023.0) * 0.239;
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(«V=»); lcd.print(Voltage_Value);
lcd.print(» «);
lcd.print(«I=»);lcd.print(Current_Value);
float Power_Value = Voltage_Value * Current_Value;
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(«Power=»); lcd.print(Power_Value);

delay(200);
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45

/*
* Wattmeter for Solar PV using Arduino
* Dated: 27-7-2018
* Website: http://www.circuitdigest.com/
*
* Power LCD and circuitry from the +5V pin of Arduino whcih is powered via 7805
* LCD RS -> pin 2
* LCD EN -> pin 3
* LCD D4 -> pin 8
* LCD D5 -> pin 9
* LCD D6 -> pin 10
* LCD D7 -> pin 11
* Potetnital divider to measure voltage -> A3
* Op-Amp output to measure current -> A4
*/

#include <LiquidCrystal.h>  //подключаем библиотеку для работы с ЖК дисплеем

intRead_Voltage=A3;

intRead_Current=A4;

constintrs=3,en=4,d4=8,d5=9,d6=10,d7=11;//номера контактов, к которым подключен ЖК дисплей

LiquidCrystallcd(rs,en,d4,d5,d6,d7);

voidsetup(){

lcd.begin(16,2);//Initialise 16*2 LCD

lcd.print(» Arduino Wattmeter»);//приветственное сообщение на 1-й строке

lcd.setCursor(,1);

lcd.print(»  With Arduino  «);// приветственное сообщение на 2-й строке

delay(2000);

lcd.clear();

}

voidloop(){

floatVoltage_Value=analogRead(Read_Voltage);

floatCurrent_Value=analogRead(Read_Current);

Voltage_Value=Voltage_Value*(5.01023.0)*6.46;

Current_Value=Current_Value*(5.01023.0)*0.239;

lcd.setCursor(,);

lcd.print(«V=»);lcd.print(Voltage_Value);

lcd.print(»  «);

lcd.print(«I=»);lcd.print(Current_Value);

floatPower_Value=Voltage_Value*Current_Value;

lcd.setCursor(,1);

lcd.print(«Power=»);lcd.print(Power_Value);

delay(200);

}

Измерение мощности трехфазной системы

Схема включения ваттметра

Мощность в цепи трехфазного тока может быть измерена с помощью одного, двух и трех ваттметров. Метод одного прибора применяют в трехфазной симметричной системе. Активная мощность всей системы равна утроенной мощности потребления по одной из фаз.

При соединении нагрузки звездой с доступной нулевой точкой или если при соединении нагрузки треугольником имеется возможность включить обмотку ваттметра последовательно с нагрузкой, можно использовать схемы включения, показанные на рис. 1.

Рис. 1 Схемы измерения мощности трехфазного переменного тока при соединении нагрузок а — по схеме звезды с доступной нулевой точкой; б — по схеме треугольника с помощью одного ваттметра

Если нагрузка соединена звездой с недоступной нулевой точкой или треугольником, то можно применить схему с искусственной нулевой точкой (рис. 2). В этом случае сопротивления должны быть равны Rвт+ Rа = Rb =Rc.

Рис 2. Схема измерения мощности трехфазного переменного тока одним ваттметром с искусственной нулевой точкой

Для измерения реактивной мощности токовые концы ваттметра включают в рассечку любой фазы, а концы обмотки напряжения — на две другие фазы (рис. 3). Полная реактивная мощность определяется умножением показания ваттметра на корень из трех. (Даже при незначительной асимметрии фаз применение данного метода дает значительную погрешность).

Рис. 3. Схема измерения реактивной мощности трехфазного переменного тока одним ваттметром

Методом двух приборов можно пользоваться при симметричной и несимметричной нагрузке фаз. Три равноценных варианта включения ваттметров для измерения активной мощности показаны на рис. 4. Активная мощность определяется как сумма показаний ваттметров.

При измерении реактивной мощности можно применять схему рис. 5, а с искусственной нулевой точкой. Для создания нулевой точки необходимо выполнить условие равенства сопротивлений обмоток напряжений ваттметров и резистора R. Реактивная мощность вычисляется по формуле

где Р1 и Р2 — показания ваттметров.

По этой же формуле можно вычислить реактивную мощность при равномерной загрузке фаз и соединении ваттметров по схеме рис. 4. Достоинство этого способа в том, что по одной и той же схеме можно определить активную и реактивную мощности. При равномерной загрузке фаз реактивная мощность может быть измерена по схеме рис. 5, б.

Метод трех приборов применяется при любой нагрузке фаз. Активная мощность может быть замерена по схеме рис. 6. Мощность всей цепи определяется суммированием показаний всех ваттметров.

Рис. 4. Схемы измерения активной мощности трехфазного переменного тока двумя ваттметрами а — токовые обмотки включены в фазы А и С; б — в фазы А и В; в — в фазы В и С

Реактивная мощность для трех- и четырехпроводной сети измеряется по схеме рис. 7 и вычисляется по формуле

где РA, РB, РC — показания ваттметров, включенных в фазы А, В, С.

Рис. 5. Схемы измерения реактивной мощности трехфазного переменного тока двумя ваттметрами

Рис. 6. Схемы измерения активной мощности трехфазного переменного тока тремя ваттметрами а — при наличии нулевого провода; б — с искусственной нулевой точкой

На практике обычно применяют одно-, двух- и трехэлементные трехфазные ваттметры соответственно методу измерения.

Чтобы расширить предел измерения, можно применить все указанные схемы при подключении ваттметров через измерительные трансформаторы тока и напряжения. На рис. 8 в качестве примера показана схема измерения мощности по методу двух приборов при включении их через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Рис. 8. Схемы включения ваттметров через измерительные трансформаторы.

Измерение мощности трехфазной системы

В случае симметричной нагрузки мощности, потребляемые отдельными ее фазами, одинаковы, поэтому достаточно измерить мощность Р

ф, потребляемую одной фазой, и, чтобы определить мощность, потребляемую нагрузкой в целом, умножить результат на 3:Р = 3 хР . Простейшие условия для такого измерения имеются, когда нагрузка соединена по схеме «звезда» с доступной нулевой точкой. В

таких случаях цепь тока ваттметра следует включить последовательно с одной из фаз нагрузки (рис. 50.1), а цепь напряжения прибора — на напряжение той фазы, ток которой проходит через ваттметр.

Рис. 50.1.Измерение мощности трехфазной симметричной нагрузки при соединении по схеме «звезда» с доступной нулевой точкой

Ьсли нулевая точка нагрузки недоступна или нагрузка соединена по схеме «треугольник», то применяется искусственная нулевая точка. Это нулевая точка звезды, состоящей из сопротивления цепи напряжения ваттметра rmu

и двух других, равных ему добавочных сопротивленийгв игс (рис. 50.

Обычно завод-изготовитель снабжает ваттметр искусственной нулевой точкой.

Конструкция

Перед приобретением изделия, необходимо исследовать устройство и понять принцип действия ваттметра. Бытовой ваттметр включает в себя:

  • ДТ, ДН — индикаторы тока и напряжения;
  • АЦП— цифровой преобразователь, при помощи аналогового сигнала происходит преобразование в цифровой;
  • микроконтроллер — происходит обрабатывание полученных от индикаторов сигналов по определенному алгоритму, после чего отправляются сведения на монитор;
  • монитор — на нем будет отображаться полученная информация;
  • СВ — средство, которое осуществляет ввод данных и дает возможность человеку задавать параметры в целях получения необходимой информации;
  • I — ток, который протекает через ваттметр;
  • Uвх — входное напряжение;
  • Uвых — напряжение выхода ваттметра.
Популярные статьи  Соединение конденсаторов: руководство для начинающих

Схема включения ваттметра

Классификация ваттметров

До того, как выполняется измерение мощности ваттметром, на исследуемом участке предварительно измеряется сила тока и напряжение. Для того чтобы получить наглядную итоговую информацию, эти данные следует преобразовать с помощью ваттметров, которые могут быть аналоговыми и цифровыми.

Схема включения ваттметра

Большая часть всех измерений в течение длительного времени проводилась аналоговыми устройствами, в свою очередь разделяющихся на категории показывающих и самопишущих. Они отображают значение активной мощности на заданном участке цепи. Типичным представителем считается показывающий прибор с полукруглой шкалой и поворачивающейся стрелкой. На шкалу нанесена градуировка, соответствующая величинам нарастающей мощности, которую он измеряет в ваттах.

Другой тип – ваттметр цифровой относится к измерительным приборам, способным выполнять замеры не только активной, но и реактивной мощности. Все подобные устройства оборудованы дисплеем, на который кроме мощности, выводятся показания силы тока, напряжения, расхода электроэнергии за определенный период времени. Наиболее совершенные приборы подключаются и позволяют выводить полученные данные на компьютер, расположенный удаленно от места проведения измерений.

Что такое ваттметр

Думаю, все вы курсе, что электрический ток может выполнять работу. Например, вскипятить воду в электрочайнике, перемолоть кофе в кофемолке, согреть курицу в микроволновке и так далее. Все эти бытовые приборы являются нагрузкой для домашней сети. Но, как вы знаете, некоторые приборы “крутят” счетчик очень быстро, а некоторые приборы почти не потребляют электрический ток.

Если включить чайник и лампочку накаливания в вашей комнате и оставить на час, то чайник “съест” электроэнергии намного больше, чем та же самая лампа накаливания. Дело в том, что чайник обладает большей мощностью, чем лампочка. В этом случае можно сказать, что мощность чайника будет больше, чем мощность лампы в единицу времени, например, за секунду. Чтобы точно измерить, во сколько раз чайник потребляет электрической энергии больше, чем лампочка, нам нужно измерить мощность чайника и лампочки.

Ваттметр – это прибор, который измеряет потребляемую мощность какой-либо нагрузки. Выделяют три группы ваттметров:

  • низкой частоты и постоянного тока
  • радиочастотные ваттметры
  • оптические ваттметры

Схема включения ваттметров для измерения однофазной цепи

Для измерения мощности постоянного тока достаточно измерить напряжение вольтметром и ток амперметром (метод амперметра и вольтметра). Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором – ваттметром.

Для измерения мощности постоянного тока достаточно измерить напряжение вольтметром и ток амперметром. Результат определяется по формуле

Метод амперметра и вольтметра пригоден и для измерения полной мощности S = U·I, а также активной мощности переменного тока, если cosφ = 1

Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором – ваттметром. Для измерения мощности лучшей является электродинамическая система.

Эта система представляет собой две катушки (рисунок 1), одна из которых неподвижная, а другая – подвижная. Обе катушки подключаются к сети, и взаимодействие их магнитных полей приводит к повороту подвижной катушки относительно неподвижной.

Технические параметры

В соответствии с указанными техпараметрами, приспособление крайне полезное в домашнем использовании и дает возможность оценить напряжение в электросети, ток, мощность нагрузки и расходование электричества.

  • рабочее и тестируемое напряжение: 80

260VAC;

  • замеряемый ток: 0-20A;
  • рабочая частота (в электросети): 50-60 Гц;
  • замеряемая мощность: 0-4500Вт;
  • расходование электроэнергии: 0-9999 кВтч (отображается, какое количество электричества за 60 минут затрачивается подсоединенный к такому приспособление электронный прибор);
  • рабочие температурные показатели окружающего пространства: 0-50 градусов;
  • указанные габариты 8,5 на 5 на 2,5 см будут соответствовать реальным параметрам.

Важно! Кроме мощности, такое устройство способно измерять напряжение, электроток, частоту. Другие возможности ваттметров будут зависеть от компании-производителя

Схема включения ваттметра

Что измеряет

Часто возникает вопрос, какую мощность будет показывать ваттметр. Посредством рассматриваемого приспособления возможно осуществить замер используемой мощности фактически всех устройств в жилище. При измерении требуется учитывать номинальную мощность приспособления, где происходят замеры, чтобы не нанести вред ваттметру. Это даст возможность сэкономить электрическую энергию при помощи выключения либо снижения времени работы бытовой техники. Теперь будет известно, какое количество электроэнергии потребляет, к примеру, телевизор и он чаще отключается от сети. Кроме того, возможно провести измерения пиковых нагрузок потребителей электроэнергии и коэффициент мощности электросети.

Помимо этого, есть возможность установить тарифы на электричество для получения цены используемой электроэнергии за определенный период. Достаточно комфортно, когда пользователю необходима экономия, поскольку прибор показывает сколько будет стоить использование конкретного приспособления.

Схема включения ваттметра Работа устройства

Устройство и принцип действия

Аналоговые ваттметры

Наиболее распространенными и точными аналоговыми ваттметрами являются приборы электродинамической системы.

Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек. Одна из них – неподвижная, имеет толстую обмотку с небольшим числом витков и малое сопротивление. Подключается последовательно с нагрузкой. Вторая катушка – подвижная.

Подключается она параллельно нагрузке и снабжается еще добавочным сопротивлением (для исключения короткого замыкания между катушками).

При подключении прибора к сети, в катушках образуются магнитные поля. Их взаимодействие создает вращающий момент, который отклоняет подвижную катушку с подсоединенной к ней стрелкой на определенный угол.

Цифровые ваттметры

В основе работы цифрового ваттметра лежит предварительное измерение силы тока и напряжения. Для этого на входе устанавливаются: последовательно нагрузке – датчик тока, параллельно – датчик напряжения. Они могут выполняться на базе термисторов, измерительных трансформаторов, термопар и других элементов.

Мгновенные значения полученных величин тока и напряжения посредством аналого-цифрового преобразователя передаются к встроенному микропроцессору. Здесь производятся необходимые вычисления (находится активная и реактивная мощности) и выдаются в виде итоговой информации на дисплей и подключенные внешние устройства.

Рисунок — Схема подключения Ваттметра

Бытовые приспособления

На сегодняшний день довольно распространенным и удобным прибором в быту стал ваттметр, при помощи которого можно измерить расход электрической энергии в доме. Данная модель является портативной версией устройства, при помощи которой измеряется мощность на отдельном участке. Благодаря этому становится возможным посчитать материальные расходы, которые уйдут на электроэнергию, если оставить работать сеть с такими же параметрами.

Данное приспособление довольно удобно, если необходимо распланировать расход средств, а также поможет провести оптимизацию некоторых участков домашней цепи.

Популярные статьи  Генератор на неодимовых магнитах

Мощность постоянного тока

Итак, вы уже все в курсе, что любая нагрузка для электрического тока потребляет какую-либо мощность. Мощность постоянного тока выражается формулой:

P=IU

где

P — это мощность, которая выражается в Ваттах (Вт,W)

I — сила тока, которую потребляет нагрузка, выражается в Амперах

U — напряжение, которое подается на нагрузку, выражается в Вольтах

Поэтому, чтобы найти мощность какой-либо нагрузки, которая подсоединена к постоянному току, достаточно перемножить значение силы тока и напряжения. Например, на этом фото мы видим вентилятор от компьютера, который подцепили к лабораторному блоку питания. Его мощность, как не трудно догадаться, составила P=IU=0,18 Ампер x 12 Вольт =2,16 Ватт.

Принцип действия аналогового ваттметра

Основой конструкции наиболее распространенных аналоговых ваттметров является электродинамическая система. Приборы этого типа дают возможность сделать максимально точные замеры и получить необходимые результаты.

Принцип действия ваттметра аналогового типа осуществляется на основе двух взаимодействующих катушек. Первая катушка является неподвижной, в ее конструкции используется толстый обмоточный провод с небольшим количеством витков и незначительным сопротивлением. Подключение этой катушки выполняется последовательно с потребителем.

Схема включения ваттметра

Вторая катушка находится в движении. Для ее обмотки применяется тонкий проводник с большим числом витков и высоким сопротивлением. Эта катушка подключается параллельно с потребителем и оборудуется дополнительным сопротивлением для защиты от коротких замыканий обмоток.

Когда ваттметр включается в сеть, в обмотках его катушек появляются магнитные поля, взаимодействующие между собой. За счет этого взаимодействия происходит образование момента вращения, отклоняющего движущуюся обмотку на величину расчетного угла. На данный показатель оказывает влияние произведение силы тока и напряжения в установленный момент времени.

Как правильно включить ваттметр в цепь постоянного тока

Дан ваттметр на номинальный ток 5 А и номинальное напряжение 300 В. Как его включить в сеть?

Если ток нагрузки Iх меньше допустимого тока, другими словами в этом случае меньше 5 А, и если напряжение в измерительной цепи меньше допустимого напряжения катушки, другими словами меньше 300 В, то схема включения имеет последующий вид (рис. 1, а): поначалу включают поочередную катушку ваттметра — собирают токовую цепь (на рисунке показана жирной линией), потом собирают цепь напряжения, для этого начало катушки напряжения ваттметра с помощью перемычки К подключают к началу токовой катушки, соединенной с одним из зажимов сети, а конец катушки напряжения присоединяют к другому зажиму сети.

Схема включения ваттметра

Набросок 1. Схемы включения ваттметра: а — конкретно в сеть верно, б — некорректно, в — в сеть с огромным напряжением и огромным током.

Время от времени при выполнении токовой цепи в нее включают сопротивление перемычки (рис. 1, б). Этого делать нельзя, потому что в данном случае через перемычку проходит рабочий ток, а не малый ток цепи напряжения, как в рассмотренной ранее схеме. Не считая того, в цепи токовой катушки ваттметра, имеющей маленькое сопротивление, добавляется сопротивление самой перемычки и два контактных переходных сопротивления. Все это приводит к возникновению дополнительной погрешности при измерении мощности.

Если шкала прибора не отградуирована в единицах мощности (к примеру, в многопредельном электродинамическом ваттметре), но имеет определенное число делений N, то для измерения мощности на данном пределе измерений следует найти стоимость деления ваттметра по формуле:

Сн = IнUн/N,

где Uн — номинальное напряжение ваттметра либо предел измерений по напряжениею, Iн — ток ваттметра, либо предел измерений по току, А, N — число делений шкалы ваттметра (обычно 100 либо 150).

Пусть дан ваттметр с Uн=150 В, Iн=5 А и N=150. Тогда стоимость деления прибора Сн = 150 х 5/150 = 5 Вт/дел,

Для того чтоб найти мощность по свидетельствам прибора, необходимо показание прибора в делениях шкалы n помножить на стоимость деления Сн:

Р = nСн.

Если напряжение в сети больше допустимого напряжения катушки напряжения, а ток больше допустимого тока токовой катушки, то нужно в цепи неизменного тока для подключения прибора пользоваться дополнительным резистором и измерительным шунтом (рис. 1, в).

Схема включения ваттметра

Как высчитать сопротивления дополнительного резистора и шунта для подключения ваттметра в цепь неизменного тока

Значение сопротивления шунта для подключения ваттметра для схемы, приведенной на рисунке 1, в, можно найти по формуле:

rш = ra (p — 1) = ra (Ia/Iн — 1),

где ra — сопротивление токовой катушки ваттметра, Ом, p — коэффициент шунтирования, а значение сопротивления дополнительного резистора — из выражения rд = rv (q — 1) = rv (U / Uн — 1),

где rv — сопротивление катушки напряжения ваттметра, Ом.

К примеру, для ваттметра с номинальным напряжением катушки напряжения Uн=150 В и номинальным током токовой катушки Iн=5 А, включенного в измерительную цепь напряжением 220 В (рис. 1, в) с током около 20 А, нужно высчитать сопротивления дополнительного резистора и шунта.

Значение сопротивления шунта rш = ra /(20/5—1) = ra /3,

то есть для подключения ваттметра нужен шунт, сопротивление которого меньше сопротивления токовой цепи ваттметра втрое. Сопротивление дополнительного резистора ra = rv (220/150—1) =0,46rv,

Действительное значение мощности P = Pwpq, где Pw — показание ваттметра, если его шкала отградуирована в единицах мощности.

Если ваттметр подключен через шунт, то стоимость деления можно найти так:

С‘н = (UнIн / pq) = Сн х p х q

В приведенном примере р=4, а q=1,46, как следует, показание ваттметра следует множить на 5,86, чтоб найти действительное значение мощности, что неловко. Потому при подборе шунта и дополнительного резистора стремятся принимать коэффициенты q и р равными целым числам.

В данном примере комфортно принять р=5, a q=2, другими словами rш = ra / 4 и Rд=rv, тогда измеренное значение мощности можно определять, умножая показания прибора на 10. Новенькая стоимость деления ваттметра будет равна С’н= 150х 2 х 5 х 5 / 150 = 50 Вт/дел.,

где 150 х 2 = 300 В — новый предел измерений ваттметра по напряжению, 5 х 5 = 25 А — новый предел измерений ваттметра по току.

Внешний дополнительный резистор следует включать только после обмотки напряжения ваттметра, а не перед ней, по другому потенциал подвижной катушки относительно недвижной может добиться небезопасных для изоляции значений.

Схема включения ваттметра

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: