Измерение мощности производят обычно с помощью ваттметра электродинамической системы, в котором имеются две катушки - неподвижная и подвижная.
Подвижная катушка, выполненная из очень тонкого провода, имеет практически чисто активное сопротивление и называется параллельной обмоткой. Ее включают параллельно участку цепи, подобно вольтметру. Жестко скрепленная со стрелкой (указателем), она может вращаться в магнитном поле, создаваемом непод вижной катушкой.
Подключение измерительных трансформаторов осуществляется следующим образом: трансформаторы тока. Первичная обмотка подключается последовательно с одной фазой, а вторичная обмотка - к катушке тока ваттметра. - Трансформаторы напряжения. Первичный трансформатор подключается в двухфазном байпасе, а второй - катушкой напряжения ваттметра.
В переменном токе значения тока и напряжения постоянно изменяются; поэтому продукты мгновенных значений напряжения и тока также будут меняться. В переменном токе активная мощность равна произведению эффективного напряжения на эффективную интенсивность на косинус фазового угла между напряжением и током. Измерение активной мощности в однофазном переменном токе можно получить, получив произведение показаний вольтметра и амперметра, если нет разности фаз между напряжением и током; в противном случае его следует измерять с помощью ваттметров.
Неподвижная катушка, выполненная из довольно толстого провода, имеет очень малое активное сопротивление и называется последовательной обмоткой. Ее включают в цепь последовательно, подобно амперметру.
При измерении мощности в трехфазной системе переменного тока необходимо учитывать, подключена ли нагрузка в треугольнике или звезде, и если она сбалансирована или не сбалансирована и доступна ли нейтраль для определения впоследствии, какая измерительная система используется.
Усиление поля измерения ваттметра осуществляется с помощью измерительных трансформаторов. Подключение трансформаторов осуществляется следующим образом: в первичных трансформаторах тока первичная обмотка последовательно соединена с одной фазой, а вторичная - с токовой катушкой ваттметра. В трансформаторах напряжения первичный трансформатор подключается в двухфазном размыкании, а вторичный - с катушкой напряжения ваттметра. В дополнение к ваттметру, какие другие измерительные приборы позволяют нам определить мощность, потребляемую схемой?
На электрической схеме ваттметр изображают, как показано на рис. 3.22. Одна пара концов (на рисунке обычно расположена горизонтально) принадлежит последовательной обмотке, другая пара концов (на рисунке расположена вертикально) - параллельной. На концах одноименных зажимов обмоток (например, у начала обмоток) принято ставить точки.
В трехфазной звездной системе, каково линейное напряжение, равное? Что используется, когда поле измерения недостаточно? Что равно фазному напряжению в трехфазной системе в треугольнике? Каковы инструменты, используемые для измерения реактивной мощности? В конце этого устройства вы найдете решения этих упражнений. Проверьте, правильно ли вы ответили им; если нет, просмотрите содержание этой темы еще раз.
Ваттметр - это астатическое устройство, состоящее в основном из: - схемы тока: две прямые калибровки находятся в соотношении от 1 до 1, - цепь напряжения: имеется множество калибров, - шкала с регулярными градуировкой. Потребление цепи напряжения позволяет определить сопротивление цепи напряжения. Токовая цепь подключается последовательно, и цепь напряжения разветвляется в двух разных режимах.
Вращающий момент ваттметра, а следовательно, и его показания пропорциональны действительной части произведения комплексного напряжения на параллельной обмотке ваттметра на сопряженный комплекс тока втекающего в конец последовательной (токовой) обмотки ваттметра и снабженной точкой:
Напряжение на параллельной обмотке берут равным разности потенциалов между ее концом, имеющим точку (точка а), и ее концом, не имеющим точки (точка ). Предполагается, что ток втекает в конец последовательной обмотки, у которого поставлена точка.
Материал курса: Электрические измерения 40. Рис. 45: Измерение мощности постоянного тока. Точность этого метода зависит от точности измерительных приборов и режима соединения этих устройств. Материал курса: Электрические измерения 4. Метод с тремя амперметрами. Действительно, преимущество этого метода заключается в измерении мощности на высокой частоте и при нагрузках с низким коэффициентом мощности. - Метод трех вольтметров: этот метод аналогичен предыдущему методу. Материал курса: Электрические измерения 44.
Если имеется трехпроводная линия, используется два метода ваттметров, как показано на рисунке. Поддержка курса: Измерение электричества 46. Глава 3: Трехфазная сеть План главы Одно напряжение и составное напряжение Трехфазное измерение мощности. Изучение двух сбалансированных трехфазных приемников в треугольном треугольнике. Измерение коэффициента мощности. Измерение активной и реактивной мощности. Увеличение коэффициента мощности.
Цена деления ваттметра определяется как частное от деления произведения номинального напряжения на номинальный ток (указывают на лицевой стороне прибора) на число делений шкалы.
Пример 41. Номинальное напряжение ваттметра 120 В. Номинальный ток 5 А. Шкала имеет 150 делений. Определить цену деления ваттметра.
Решение. Цена деления ваттметра равна
Конкретное исследование различных методов измерения мощности постоянного тока. Серия 1: Упражнения Трехфазные сети. Существует два типа тока, постоянного тока и переменного тока. Проверка точного ответа 1 На постоянной основе. Электрические измерения Содержание 1 - Измерение напряжения 2 - Измерение тока 3 Измерение сопротивления 4 - Однофазное измерение мощности 5 - Трехфазное измерение мощности 6 - Измерение.
Исследуйте протоборд с вольтметром. Сделайте схему соединений. Элементы Знание измерения интенсивности. Подключение измерителя интенсивности. Стандартный символ устройства измерения интенсивности. Составьте диаграмму электрической цепи и укажите направление тока. 1. Токовое направление и характер тока.
Наличие двух катушек у электродинамического прибора и возможность включения их в две разные цепи позволяет использовать эти приборы для измерения мощности электрического тока, т. е. как ваттметры.
Из выражения для угла поворота подвижной системы электродинамического прибора (2.12) следует, что, если неподвижную катушку включить последовательно нагрузке z (рис. 2-12), а последовательно с подвижной катушкой включить добавочное сопротивление Яд так, чтобы эту катушку можно было включать параллельно нагрузке, тогда ток в подвижной катушке равен
Многочисленные эксперименты. Глава 3: Измерение и неопределенность. Ученый, изучающий природное явление, должен принять меры. Однако при обработке своих результатов это ставит вопрос о точности. Определения и характеристики 4 Векторное представление Френеля.
Закон электрических зарядов можно суммировать в трех точках. Устанавливает их. 1 - заряды противоположных знаков притягивают 2 - заряды одних и тех же знаков отталкивают 3-Нейтральные объекты. Предметы Приобретенные знания Закон интенсивности аддитивности в схеме, содержащей вывод. Закон единства напряжений на выводах двух диполей при деривации.
где - сопротивление катушки; U - напряжение на нагрузке; - постоянная данного прибора по мощности; Р - мощность, потребляемая нагрузкой. Такой прибор называют ваттметром. Его шкала равномерная.
Для измерения электрической мощности в цепях переменного тока используют ваттметры активной и реактивной мощности.
Ваттметр активной мощности. Если в цепь подвижной катушки включить активное добавочное сопротивление так, чтобы общее сопротивление этой цепи R было равно
тогда при напряжении и в сети и при токе i в нагрузке
ток в подвижной катушке равен
Мгновенное значение вращающего момента в этом случае равно
а среднее за период значение этого момента
Следовательно, ваттметр с активным добавочным сопротивлением в цепи подвижной катушки измеряет активную мощность цепи переменного тока.
Полученный вывод имеет простое физическое объяснение. В самом деле, если в цепь с индуктивностью включить амперметр, вольтметр и ваттметр (рис. 2-13), то , так как подвижная система вольтметра поворачивается под действием только приложенного напряжения, независимо от фазы этого напряжения (точнее, под действием тока в катушке, пропорционального приложенному напряжению), а подвижная часть амперметра поворачивается под действием только тока в катушке, независимо от фазы этого тока. Что касается подвижной части (катушки) ваттметра, то она поворачивается только в том случае, когда токи в обеих катушках не равны нулю, иначе не будет взаимодействия. Но в рассматриваемой цепи ток подвижной катушки максимален, когда ток в цепи i равен нулю, и наоборот. Прибор ничего не покажет. Этого и следовало ожидать, так как нагрузка то запасает энергию в магнитном поле, то возвращает в сеть.
Из графика токов данной цепи с индуктивностью (рис. 2-14) следует, что токи совпадают по направлению (на графике - по одну сторону от оси времени) только в течение двух (через одну) четвертей периода за период, а в две другие четверти периода токи имеют противоположные направления. Это означает, что направление вращающего момента изменяется четыре раза за период. Поэтому подвижная система ваттметра в течение периода будет испытывать действие четырех одинаковых по значению, но противоположных по направлению толчков и прибор ничего не покажет, так как вращающий момент, действующий на подвижную систему, определяется его средним значением за период.
Если же угол сдвига между токами невелик (рис. 2-15), то в течение периода положительные значения вращающего момента сильно превосходят отрицательные (по времени и по значениям) и подвижная система ваттметра повернется под действием среднего
значения реагируя на активную мощность, потребляемую данной нагрузкой.
Итак, ваттметр показывает активную мощность, потребляемую из сети.
Ваттметр реактивной мощности. В этом ваттметре последовательно с подвижной катушкой специально включается индуктивное добавочное сопротивление (рис. 2-16) такое, что
Пусть в цепи действует приложенное напряжение и нагрузка создает ток
Тогда мгновенное значение вращающего момента равно
После подстановки и преобразований получим:
Среднее за период значение вращающего момента равно
Отсюда и следует, что ваттметр с индуктивным сопротивлением в цепи подвижной катушки показывает реактивную мощность цепи переменного тока. Такой вывод объясняется просто: в случае, например, чисто индуктивной нагрузки, когда из сети безвозвратно не потребляется энергия, такая схема искусственно сдвигает фазу тока в подвижной катушке до совпадения с фазой тока в неподвижной, поэтому ваттметр показывает значение реактивной мощности.
Итак, у электродинамического ваттметра две катушки: одна - токовая, включаемая последовательно нагрузке, другая- катушка напряжения, включаемая параллельно нагрузке, потребляемую мощность которой необходимо измерить.
Для правильного включения прибора (чтобы стрелка отклонялась в нужную сторону) один из зажимов его обмотки помечают звездочкой эти зажимы ваттметра называют генераторными. Их следует подключать к тому зажиму нагрузки, который соединен с генератором (сетью).