Превключваща верига на ватметър

Ватметър се използва за директно измерване на мощността на DC веригата. Бобината с фиксирана серия или текущата намотка на ватметъра е свързана последователно с приемниците на електрическа енергия. Подвижна паралелна бобина или бобина с напрежение, свързани последователно с допълнително съпротивление, образуват паралелна верига на ватметъра, която е свързана паралелно с приемниците на енергия.

Ъгъл на въртене на подвижната част на ватметъра:

α = k2IIu = k2U / Ru

където Аз — ток на серийна бобина; Ази — токът на паралелната бобина на ватметъра.

Ориз. 1. Схема на устройството и връзки на ватметъра

Тъй като в резултат на използването на допълнително съпротивление, паралелната верига на ватметъра има почти постоянно съпротивление rти, тогава α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P

Така по ъгъла на въртене на подвижната част на ватметъра може да се прецени силата на веригата.

Скала на ватметъруниформа. Когато работите с ватметър, трябва да се има предвид, че промяната в посоката на тока в една от бобините причинява промяна в посоката на въртящия момент и посоката на въртене на движещата се бобина, и тъй като скалата на ватметъра обикновено се правиедностранно, тоест деленията на скалата са разположени от нула надясно, след това с грешна посока на тока в една от бобините, определянето на измерената стойност от ватметъра ще бъде невъзможно.

Поради тези причини винаги трябва да правите разлика между скобите на ватметъра. Клемата на последователната намотка, свързана към източника на захранване, се нарича генератор и е маркирана на устройствата и диаграмите със звездичка. Скоба за паралелна верига, свързана към проводник, свързан към последователна намотка, също се нарича генераторна скоба и е маркирана със звездичка.

По този начин, с правилната верига за превключване на ватметър, токовете в намотките на ватметъра се насочват от скобите на генератора към скобите на негенератора. Може да има две вериги за превключване на ватметър (виж фиг. 2 и фиг. 3).

Ориз. 2. Правилна схема на свързване на ватметър

Ориз. 3. Правилна схема на свързване на ватметър

В схемата, показана на фиг. 2, токът на серийната намотка на ватметъра е равен на тока на приемниците на енергия, чиято мощност се измерва, а паралелната верига на ватметъра е под напрежение U’ по -голямо от напрежението на приемниците с размера на спада на напрежението в последователната бобина. Следователно, PB = IU ‘= I (U + U1) = IU = IU1мощността, измерена от ватметъра, е равна на мощността на приемниците на енергия, които трябва да бъдат измерени, и мощността на серийната намотка на ватметъра.

В схемата, показана на фиг. 3, напрежението в паралелната верига на ватметъра е равно на напрежението на приемниците, а токът в последователната намотка е по -голям от тока, консумиран от приемника със стойността на тока в паралелната верига на ватметъра. Следователно, Pв = U (I + Iu) = UI + UIuмощността, измерена от ватметъра, е равна на мощността на приемниците на измерваната енергия и мощността на паралелната верига на ватметъра.

Когато правите измервания, при които мощността на намотките на ватметъра може да бъде пренебрегната, за предпочитане е да се използва схемата, показана на фиг. 2, тъй като обикновено мощността на серийната намотка е по -малка от паралелната и следователно показанията на ватметъра ще бъдат по -точни.

За точни измервания е необходимо да се въведат корекции в показанията на ватметъра, поради силата на намотката му и в такива случаи може да се препоръча веригата на фиг. 3, тъй като корекцията лесно се изчислява по формулата U2/ Ru, където Ru обикновено е известен и корекцията остава непроменена при различни стойности на тока, ако U е постоянна.

Когато включите ватметъра според схемата на фиг. 2, потенциалите на краищата на бобините се различават само от размера на спада на напрежението в подвижната намотка, тъй като скобите на генератора на бобините са свързани заедно. Падането на напрежението в движещата се бобина е незначително в сравнение с напрежението в паралелната верига, тъй като съпротивлението на тази намотка е незначително в сравнение със съпротивлението на паралелната верига.

Ориз. 4. Грешна верига за свързване на ватметър

На фиг. 4 е дадена неправилна паралелна схема на ватметър. Тук генераторните скоби на намотките са свързани чрез допълнително съпротивление, в резултат на което разликата в потенциала между краищата на бобините е равна на напрежението на веригата (понякога много значимо 240 — 600 V), и тъй като неподвижният и движещият се намотките са в непосредствена близост една до друга, създават се условия, благоприятни за разрушаване на изолацията на бобините. Освен това ще се наблюдава електростатично взаимодействие между намотките с много различни потенциали, което може да причини допълнителна грешка при измерването на мощността в електрическата верига.