Circuitul de comutare al unui wattmetru

Un wattmetru este utilizat pentru a măsura direct puterea unui circuit DC. Bobina de serie fixă ​​sau bobina de curent a wattmetrului este conectată în serie cu receptoarele de energie electrică. O bobină paralelă mobilă sau o bobină de tensiune conectată în serie cu o rezistență suplimentară formează circuitul paralel al wattmetrului, care este conectat în paralel cu receptoarele de energie.

Unghiul de rotație al părții mobile a wattmetrului:

α = k2IIu = k2U / Ru

unde I — curentul bobinei în serie; Azi — curentul bobinei paralele a wattmetrului.

Orez. 1. Schema dispozitivului și conexiunile wattmetrului

Deoarece, ca urmare a utilizării rezistenței suplimentare, circuitul paralel al wattmetrului are o rezistență aproape constantă rth, atunci α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P

Astfel, prin unghiul de rotație al părții mobile a wattmetrului, se poate estima puterea circuitului.

Scară uniformă a wattmetrului.Când lucrați cu un wattmetru, trebuie avut în vedere faptul că o schimbare a direcției curentului într-una dintre bobine determină o schimbare a direcției cuplului și a direcției de rotație a bobinei în mișcare și, deoarece scara de wattmetrul este de obicei realizat unilateral, adică diviziunile scării sunt situate de la zero la dreapta, apoi cu direcția greșită a curentului într-una dintre bobine, va fi imposibil să se determine valoarea măsurată de la wattmetru.

Din aceste motive, ar trebui să distingeți întotdeauna între clemele de wattmetru. Borna bobinei serie conectată la sursa de alimentare se numește generator și este marcată pe dispozitive și diagrame cu un asterisc. O clemă de circuit paralel conectată la un fir conectat la o bobină în serie este numită și clemă de generator și este marcată cu un asterisc.

Astfel, cu circuitul de comutare corect al wattmetrului, curenții din înfășurările wattmetrului sunt direcționați de la bornele generatorului către bornele non-generatorului. Pot exista două circuite de comutare a wattmetrelor (vezi Fig. 2 și Fig. 3).

Orez. 2. Schema de cablare corectă a wattmetrului

Orez. 3. Schema de cablare corectă a wattmetrului

În schema prezentată în fig. 2, curentul înfășurării în serie a wattmetrului este egal cu curentul receptoarelor de energie a căror putere este măsurată, iar circuitul paralel al wattmetrului este sub o tensiune U' mai mare decât tensiunea receptoarelor cu cantitatea de căderea de tensiune în bobina serie. Prin urmare, PB = IU '= I (U + U1) = IU = IU1 puterea măsurată de wattmetru este egală cu puterea receptoarelor de energie de măsurat și puterea înfășurării în serie a wattmetrului.

În schema prezentată în fig.3, tensiunea din circuitul paralel al wattmetrului este egală cu tensiunea receptoarelor, iar curentul din bobina serie este mai mare decât curentul consumat de receptor cu valoarea curentului din circuitul paralel al wattmetrului. Prin urmare, Pc = U (I + Iu) = UI + UIu, puterea măsurată de wattmetru este egală cu puterea receptoarelor de energie măsurată și puterea circuitului paralel al wattmetrului.

La efectuarea măsurătorilor în care puterea bobinelor wattmetrului poate fi neglijată, este de preferat să folosiți circuitul prezentat în Fig. 2, deoarece, de obicei, puterea bobinei serie este mai mică decât a bobinei paralele și, prin urmare, citirea wattmetrului va fi mai precisă.

Pentru măsurători precise, este necesar să se efectueze corecții la citirile wattmetrului, datorită rezistenței înfășurării sale și, în astfel de cazuri, circuitul din Fig. 3, deoarece corecția este ușor de calculat prin formula U2/Ru, unde Ru este de obicei cunoscut și corecția rămâne neschimbată la diferite valori curente dacă U este constantă.

Când porniți wattmetrul conform diagramei din fig. 2, potențialele de la capetele bobinelor diferă doar prin cantitatea de cădere de tensiune pe bobina în mișcare, deoarece bornele generatorului ale bobinelor sunt conectate între ele. Căderea de tensiune pe bobina mobilă este neglijabilă în comparație cu tensiunea din circuitul paralel, deoarece rezistența acestei bobine este neglijabilă în comparație cu rezistența circuitului paralel.

Orez. 4. Circuit greșit de conectare a wattmetrului

În fig. 4 este dat un circuit paralel incorect al unui wattmetru.Aici, bornele generatorului înfășurărilor sunt conectate printr-o rezistență suplimentară, drept urmare diferența de potențial dintre capetele bobinelor este egală cu tensiunea circuitului (uneori foarte semnificativă 240 - 600 V), și deoarece staționar și în mișcare înfășurările sunt în imediata apropiere una lângă alta, se creează condiții favorabile pentru distrugerea izolației bobinelor. În plus, se va observa interacțiune electrostatică între bobine cu potențiale foarte diferite, ceea ce poate provoca o eroare suplimentară în măsurarea puterii în circuit.