Схема включения ваттметра
Для непосредственного измерения мощности цепи постоянного тока применяется ваттметр. Неподвижная последовательная катушка или катушка тока ваттметра соединяется последовательно с приемниками электрической энергии. Подвижная параллельная катушка или катушка напряжения, соединенная последовательно с добавочным сопротивлением, образует параллельную цепь ваттметра, которая присоединяется параллельно приемникам энергии.
Угол поворота подвижной части ваттметра:
α = k2IIu = k2U/Ru
где I — ток последовательной катушки; I и — ток параллельной катушки ваттметра.
Рис. 1. Схема устройства и соединений ваттметра
Так как в результате применения добавочного сопротивления параллельная цепь ваттметра имеет практически постоянное сопротивление r u , то α = (k2/Ru)IU = k2IU = k3P
Таким образом, по углу поворота подвижной части ваттметра можно судить о мощности цепи.
Шкала ваттметра равномерна. При работе с ваттметром необходимо иметь в виду, что изменение направления тока в одной из катушек вызывает изменение направления вращающего момента и направления поворота подвижной катушки, а так как обычно шкала ваттметра делается односторонней, т. е. деления шкалы расположены от нуля вправо, то при неправильном направлении тока в одной из катушек определение измеряемой величины по ваттметру будет невозможно.
По указанным причинам следует всегда различать зажимы ваттметра. Зажим последовательной обмотки, соединяемый с источником питания, называется генераторным и отмечается на приборах и схемах звездочкой. Зажим параллельной цепи, присоединяемый к проводу, соединенному с последовательной катушкой, также называется генераторным и отмечается звездочкой.
Таким образом, при правильной схеме включения ваттметра токи в катушках ваттметра направлены от генераторных зажимов к негенераторным. Могут иметь место две схемы включения ваттметра (см. рис. 2 и рис. 3).
Рис. 2. Правильная схема включения ваттметра
Рис. 3. Правильная схема включения ваттметра
В схеме, данной на рис. 2, ток последовательной обмотки ваттметра равен току приемников энергии, мощность которых измеряется, а параллельная цепь ваттметра находится под напряжением U ‘ большим, чем напряжение приемников, на величину падения напряжения в последовательной катушке. Следовательно, Рв = IU’ = I(U+U1) = IU = IU1 , т. е. мощность, измеряемая ваттметром, равна мощности приемников энергии, подлежащей измерению, и мощности последовательной обмотки ваттметра.
В схеме, данной на рис. 3, напряжение на параллельной цепи ваттметра равно напряжению на приемниках, а ток в последовательной обмотке больше тока, потребляемого приемником, на величину тока параллельной цепи ваттметра. Следовательно, P в = U(I+Iu) = UI+ UIu , т. е. мощность, измеряемая ваттметром, равна мощности приемников энергии, подлежащей измерению, и мощности параллельной цепи ваттметра.
При измерениях, в которых мощностью обмоток ваттметра можно пренебречь, предпочтительнее пользоваться схемой, показанной на рис. 2, так как обычно мощность последовательной обмотки меньше, чем параллельной, а следовательно, показания ваттметра будут более точными.
При точных измерениях необходимо вводить поправки в показания ваттметра, обусловленные мощностью его обмотки, и в таких случаях можно рекомендовать схему на рис.3, так как поправка легко вычисляется по формуле U 2 /Ru , где Ru обычно известно, а поправка остается неизменной при различных значениях тока, если U постоянно.
При включении ваттметра по схеме на рис. 2 потенциалы концов катушек разнятся только на величину падения напряжения в подвижной катушке, так как генераторные зажимы катушек соединены вместе. Падение напряжения в подвижной катушке незначительно по сравнению с напряжением на параллельной цепи, так как сопротивление этой катушки незначительно по сравнению с сопротивлением параллельной цепи.
Рис. 4. Неправильная схема включения ваттметра
На рис. 4 дана неправильная схема включения параллельной цепи ваттметра. Здесь генераторные зажимы катушек соединены через добавочное сопротивление, вследствие чего разность потенциалов между концами катушек равна напряжению цепи (иногда весьма значительному 240 — 600 В), а так как неподвижная и подвижная катушки находятся в непосредственной близости одна от другой, то создаются условия, благоприятные для пробоя изоляции катушек. Кроме того, между катушками, имеющими весьма различные потенциалы, будет наблюдаться электростатическое взаимодействие, могущее вызвать дополнительную погрешность при измерении мощности в электрической цепи.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Как подключить ваттметр
Мощность – важный параметр, характеризующий электрическую цепь. Он отображает объем работы, осуществляемой током за некоторый период времени. Замеряется этот параметр специальными приборами. Для выяснения мощности постоянного тока берутся амперметр и вольтметр, а затем полученные величины умножаются между собой. В случае переменного тока производится непосредственное измерение. Для решения этой задачи используются ваттметры.
- определять мощность аппаратов;
- выяснять режимы работы агрегатов;
- тестировать цепи (полностью или частично);
- отслеживать расходование электроэнергии;
- анализировать параметры мотор-колес и аккумуляторных батарей;
- испытывать электроустановки.
Ваттметры по своей конструкции классифицируются на цифровые и аналоговые. Первые замеряют активную и реактивную мощность. Они дополнительно отображают силу тока, напряжение, удельное расходование электроэнергии. Итоги замеров поступают на компьютер. Аналоговые модели (есть 2 разновидности – самопишущие и показывающие) замеряют активную мощность цепного участка. Еще одно их характерное отличие – дисплей, имеющий стрелку и шкалу с градуировкой.
Как правильно подключить ваттметр в электрическую цепь
По инструкции для ваттметра, у него есть 4 клеммы – по 2 входа и выхода. Одна пара клемм применяется при сборке последовательной (токовой ) цепи. Вторая пара клемм подключается после первой и применяется для получения параллельной цепи (напряжения ). Начальная точка цепи напряжения подключается перемычкой к начальной точке токовой цепи, который должен быть соединен с зажимом сети. Конечная точка цепи напряжения коммутируется с оставшимся зажимом.
В результате катушка тока получает последовательное соединение с приемниками электроэнергии, а катушка напряжения – аналогичное соединение с дополнительным сопротивлением. Она создает параллельную цепь, располагаемую параллельно приемникам энергии.
При смене направленности тока в 1-й катушке меняется направленность вращающего момента и поворота катушки напряжения. А поскольку шкала аналогового прибора зачастую односторонняя, то при неверной направленности тока определить измеряемый параметр не удастся. Поэтому необходимо четко различать зажимы прибора. Коммутируемый с источником питания зажим последовательной катушки называют генераторным. Для него характерно обозначение звездочкой. Идентично называется и обозначается подсоединяемый к проводу от последовательной катушки зажим параллельной цепи.
Поэтому в вопросе, как включается ваттметр, важно обеспечить направленность токов в катушках от генераторных зажимов к остальным. На рисунках представлены 2 корректные схемы включения ваттметра. Первую схему рекомендуется использовать в ситуациях, когда мощностью обмоток прибора допустимо пренебречь. Вторая схема применяется при необходимости высокоточных замеров.
Как подключается ваттметр? Схема подключения
Обеспечение контроля сетей, от которых питаются различные электроприборы – важная мера, требующая надлежащий уход за ней. С этой целью и был разработан ваттметр – устройство, с помощью которого измеряется потребляемая мощность в цепях переменного тока. Она прямо пропорциональна величине работы, которую преодолевает электрический ток за определенную единицу времени. Для того чтобы не допустить короткого замыкания, вплоть до пожара, мощность электроприборов, подключаемых в электрическую цепь не должна превышать мощность самих сетей. Данная статья позволит ознакомится с принципами работы прибора, а также узнает о том, как подключается ваттметр в электрическую цепь.
Способы подключения устройства
У ваттметра имеются 4 клеммы – по 2 на каждый вход и выход. В то время как первую пару клемм используют для получения последовательной цепи (ток), вторая выполняет функцию параллельной цепи (напряжение). Между ними устанавливают перемычку, а все это соединяется с зажимом сети. В итоге токовая катушка принимает на себя последовательное соединение, а параллельная – идентичное соединение только с дополнительным сопротивлением. При создании параллельной сети, расположение катушки проходит параллельно с приемниками энергии.
Главное что нужно усвоить в схеме включения ваттметра это направление тока в катушках, проходящее от генераторных зажимов ко всем остальным. Первые соединяются при помощи одного проводника. Точные показания прибора зависят от присоединения данных зажимов к одному проводу, в то время как другой провод необходим для последовательного включения в цепь посредством неподвижной катушки. Если сила тока от провода к зажиму составляет 2А, то показатели измеряемого тока также не должны превышать этот показатель.
Когда в одной из катушек происходит изменение направления тока, это влечет за собой изменение направления вращающего момента, равно как и направление поворота подвижной катушки. Таким образом, при неверном направлении тока, измеряемую величину на приборе будет невозможно определить.
Дополнительные функции устройства
Ваттметр также позволяет:
- Определить количество израсходованного света (киловатт/ч)
- Узнать, сколько времени тратит бытовой потребитель электроэнергии на выполнение той или иной работы
- Рассчитать стоимость энергии за конкретный интервал времени.
Ваттметр
Ваттметр — это устройство для измерения активной мощности, потребляемой на участке электрической цепи.
У токовой обмотки при проектировании для исключения влияния на электрическую цепь стараются сделать внутреннее сопротивление как можно меньше. У идеального ваттметра внутреннее сопротивление токовой обмотки равно нулю.
У обмотки напряжения при проектировании для исключения влияния на электрическую цепь стараются сделать внутреннее сопротивление как можно больше. У идеального ваттметра внутреннее сопротивление обмотки напряжения равно бесконечности.
Токовая обмотка ваттметра подключается последовательно в цепь, где нужно измерить потребляемую приемниками мощность, обмотка напряжения подключается параллельно к участку цепи, где необходимо измерить мощность.
Лекции по ТОЭ
- История электротехники
- ТОЭ и электроника
- Основные сведения
- Основные определения
- Топология цепи
- Преобразование цепей
- Элементы электрической цепи
- Режимы работы
- Постояный ток
- Переменный ток
- Постоянный ток
- Переменный ток
- Мощность
- Магнитное поле
- Постоянная МДС
- Переменная МДС
- Ферромагнитные материалы
- Однофазный трансформатор
- Трехфазный трансформатор
- Постоянный ток
- Переменный ток
- Электропривод
- Параметры
- Уравнения
- Схемы замещения
- Фильтры
- Холостой ход
- Короткое замыкание
- Характеристическое сопротивление
- Коэффициент распространения
- Передаточная функция
- Обратные связи
- Общие сведения
- Классический метод
- Операторный метод
- Интеграл Дюамеля
- Основная литература
- Дополнительная литература
- Сборники задач