Pengukuran arus fasa tunggal DC dan AC

Daripada ungkapan kuasa arus terus P = IU, dapat dilihat bahawa ia boleh diukur menggunakan ammeter dan voltmeter dengan kaedah tidak langsung. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, adalah perlu untuk menjalankan bacaan serentak dari dua instrumen dan pengiraan, yang merumitkan pengukuran dan mengurangkan ketepatannya.

Untuk mengukur kuasa dalam DC dan arus ulang alik fasa tunggal mereka menggunakan peranti yang dipanggil wattmeter yang menggunakan mekanisme pengukuran elektrodinamik dan ferodinamik.

Wattmeter elektrodinamik dihasilkan dalam bentuk peranti mudah alih dengan kelas ketepatan tinggi (0.1 — 0.5) dan digunakan untuk pengukuran tepat kuasa AC dan DC pada frekuensi industri dan tinggi (sehingga 5000 Hz). Wattmeter ferodinamik lebih kerap ditemui dalam bentuk instrumen panel dengan kelas ketepatan yang agak rendah (1.5 — 2.5).

Wattmeter sedemikian digunakan terutamanya dalam arus ulang-alik frekuensi industri. Pada arus terus, mereka mempunyai ralat yang ketara disebabkan oleh histerisis teras.

Untuk mengukur kuasa pada frekuensi tinggi, termoelektrik dan wattmeter elektronik digunakan, yang merupakan mekanisme pengukur magnetoelektrik yang dilengkapi dengan kuasa aktif untuk mengarahkan penukar arus. Penukar kuasa melakukan operasi darab ui = p dan mendapatkan isyarat pada output yang bergantung pada ui hasil, iaitu kuasa.

Dalam rajah. 1, dan kemungkinan menggunakan mekanisme pengukur elektrodinamik untuk membina wattmeter dan mengukur kuasa ditunjukkan.

nasi. 1. Skim pensuisan meter watt (a) dan gambarajah vektor (b)

Gegelung pegun 1, disambungkan secara bersiri dengan litar beban, dipanggil litar siri wattmeter, gegelung bergerak 2 (dengan perintang tambahan), disambungkan selari dengan beban, litar selari.

Untuk wattmeter malar:

Pertimbangkan operasi wattmeter elektrodinamik pada arus ulang alik. Gambar rajah vektor rajah. 1, b dibina untuk sifat induktif beban. Vektor semasa Iu litar selari ketinggalan di belakang vektor U dengan sudut γ disebabkan oleh beberapa kearuhan gegelung bergerak.

Ia berikutan daripada ungkapan ini bahawa wattmeter dengan betul mengukur kuasa hanya dalam dua kes: apabila γ = 0 dan γ = φ.

Keadaan γ = 0 boleh dicapai dengan mencipta resonans voltan dalam litar selari, sebagai contoh, dengan memasukkan kapasitor C kemuatan sepadan, seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus dalam rajah. 1, a. Walau bagaimanapun, resonans voltan hanya akan berada pada frekuensi tertentu tertentu. Syarat perubahan frekuensi γ = 0 dilanggar. Apabila γ tidak sama dengan 0, wattmeter mengukur kuasa dengan ralat βy, yang dipanggil ralat sudut.

Pada nilai kecil sudut γ (γ biasanya tidak lebih daripada 40 — 50 '), ralat relatif

Pada sudut φhampir 90 °, ralat sudut boleh mencapai nilai yang besar.

Ralat kedua, khusus wattmeters ialah ralat yang disebabkan oleh penggunaan kuasa gegelungnya.

Apabila mengukur kuasa yang digunakan oleh beban, dua litar pensuisan wattmeter, berbeza dalam kemasukan litar selarinya (Rajah 2).

nasi. 2. Skema untuk menghidupkan belitan selari meter watt

Jika kita tidak mengambil kira peralihan fasa antara arus dan voltan dalam gegelung dan menganggap beban H adalah aktif semata-mata, ralat βa) dan β(b), disebabkan oleh penggunaan tenaga belitan wattmeter, untuk litar rajah. 2, a dan b:

di mana P.i dan P.ti — masing-masing, kuasa yang digunakan oleh litar siri dan selari meter watt.

Daripada formula untuk βa) dan β(b), dapat dilihat bahawa ralat boleh mempunyai nilai yang ketara hanya apabila mengukur kuasa dalam litar kuasa rendah, i.e. apabila Pi dan P.ti sepadan dengan Rn.

Jika anda menukar tanda hanya satu daripada arus, arah pesongan bahagian wattmeter yang bergerak akan berubah.

Wattmeter mempunyai dua pasang pengapit (litar siri dan selari) dan bergantung pada kemasukannya dalam litar, arah pesongan penuding boleh berbeza. Untuk sambungan wattmeter yang betul, satu daripada setiap pasangan pengapit ditandakan dengan «*» (asterisk) dan dipanggil «pengapit penjana».