Как правилно да свържете ватметър към DC верига

Има ватметър за номинален ток 5 A и номинално напрежение 300 V. Как да го свържете към мрежата?

Ако токът на натоварване Азx е по -малък от допустимия ток, тоест в този случай по -малък от 5 A, а ако напрежението в измервателната верига е по -малко от допустимото напрежение на бобината, тоест по -малко от 300 V, тогава превключващата верига има следната форма (фиг. 1, а): първо включете серийната бобина на ватметъра — съберете токовата верига (показана на фигурата с удебелена линия), след това съберете веригата на напрежението, за това началото на бобината с напрежение на ватметъра е свързан с джъмпер K към началото на токовата бобина, свързана към един от мрежовите терминали, а краят на бобината за напрежение е свързан към друг терминал на мрежата.

Фигура 1. Схеми за свързване на ватметър: а — директно в мрежата правилно, б — неправилно, в — в мрежа с високо напрежение и голям ток.

Понякога при включване на токова верига в него включват съпротива джъмпери (фиг. 1, б). Това не може да се направи, тъй като в този случай през джъмпера преминава работен ток, а не малък ток на веригата на напрежението, както в разгледаната по -рано схема. В допълнение, в текущата верига на бобината на ватметъра, която има ниско съпротивление, се добавят съпротивлението на самия джъмпер и две съпротивления на контактни преходи. Всичко това води до появата на допълнителна грешка при измерването на мощността.

Ако скалата на устройството не е калибрирана в силови единици (например в многограничен електродинамичен ватметър), но има определен брой деления N, тогава за измерване на мощността при тази граница на измерване стойността на делението на ватметъра трябва да се определи по формулата:

SN = АзнUн/ Н,

където Un — номинално напрежение на ватметъра или границата на измерване на напрежението, Азn — ток на ватметър или граница на измерване на ток, A, N — брой деления на скалата на ватметър (обикновено 100 или 150).

Нека се даде ватметър с Un = 150 V, Азn = 5 A и н= 150. Тогава цената на разделяне на устройството Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,

За да определите мощността според показанията на устройството, имате нужда от отчитането на устройството в раздели на скали н умножете по цената на деление Cn:

P = нSn.

Ако напрежението в мрежата е по -голямо от допустимото напрежение на бобината за напрежение и токът е по -голям от допустимия ток на токовата бобина, тогава е необходимо постоянна токова верига за да свържете устройството, използвайте допълнителен резистор и измервателен шунт (Фиг. 1, в).

Как да се изчисли съпротивлението на допълнителен резистор и шунт за свързване на ватметър към DC верига

Стойността на съпротивлението на шунта за свързване на ватметъра за схемата, показана на фигура 1, в, може да се определи по формулата:

rw = ra (p — 1) = ra (Ia / Iн — 1),

където ра — съпротивление на текущата намотка на ватметъра, Ом, стр Коефициентът на маневриране е и стойността на съпротивлението на допълнителния резистор е от израза rd = rv (q — 1) = rv (U / Un — 1),

където rv е съпротивлението на бобината за напрежение на ватметъра, Ом.

Например, за ватметър с номинално напрежение на бобината за напрежение Un = 150 V и номинален ток на токовата бобина Азn = 5 A, включен в измервателната верига с напрежение 220 V (фиг. 1, в) при ток от около 20 А е необходимо да се изчислят съпротивленията на допълнителния резистор и шунта.

Стойност на съпротивлението на шунта rw = ра /(20/5-1) = ра /3,

тогава за свързване на ватметъра е необходим шунт, чието съпротивление е три пъти по -малко от съпротивлението на токовата верига на ватметъра. Съпротивлението на допълнителния резистор ra = rv (220/150—1) =0,46 rv,

Действителна стойност на мощността P = Pwpq, където Pw е показанието на ватметъра, ако неговата скала е калибрирана в силови единици.

Ако ватметърът е свързан чрез шунт, тогава стойността на разделяне може да се определи, както следва:

С’n = (UнАзn / pq) = Cn x p x q

В дадения пример p = 4 и q = 1,46, следователно показанията на ватметъра трябва да се умножат по 5,86, за да се определи действителната стойност на мощността, което е неудобно. Следователно, когато избират шунт и допълнителен резистор, те са склонни да приемат коефициентите q и p равни на цели числа.

В този пример е удобно да вземем р = 5 и q = 2, т.е. rw = ра / 4 и Rд=rv, тогава измерената стойност на мощността може да бъде определена чрез умножаване на показанията на устройството с 10. Новата стойност на разделяне на ватметъра ще бъде равна на С’н= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / дел.,

където 150 x 2 = 300 V е новата граница за измерване на напрежението на ватметъра, 5 x 5 = 25 A е новата граница на измерване на тока на ватметъра.

Външен допълнителен резистор трябва да се включва само след намотката на напрежението на ватметъра, а не пред него, в противен случай потенциалът на движещата се бобина спрямо неподвижния може да достигне стойности, опасни за изолация.