Måling af DC og AC enfaset strøm

Ud fra udtrykket for jævnstrømseffekt P = IU kan det ses, at den kan måles ved hjælp af et amperemeter og et voltmeter ved en indirekte metode. Men i dette tilfælde er det nødvendigt at udføre samtidige aflæsninger fra to instrumenter og beregninger, hvilket komplicerer målingerne og reducerer dets nøjagtighed.

Til at måle effekt i DC og enfaset vekselstrøm de bruger enheder kaldet wattmetre, der bruger elektrodynamiske og ferrodynamiske målemekanismer.

Elektrodynamiske wattmetre produceres i form af bærbare enheder med høje nøjagtighedsklasser (0,1 - 0,5) og bruges til nøjagtige målinger af AC- og DC-effekt ved industrielle og høje frekvenser (op til 5000 Hz). Ferrodynamiske wattmålere findes oftere i form af panelinstrumenter med en relativt lav nøjagtighedsklasse (1,5 — 2,5).

Sådanne wattmetre bruges hovedsageligt i industriel frekvensvekselstrøm. Ved jævnstrøm har de en betydelig fejl på grund af hysteresen af ​​kernerne.

For at måle effekt ved høje frekvenser bruges termoelektriske og elektroniske wattmetre, som er en magnetoelektrisk målemekanisme udstyret med en aktiv effekt til jævnstrømsomformer. Effektomformeren udfører operationen med multiplikation ui = p og opnår et signal ved udgangen, der afhænger af produktets ui, det vil sige effekten.

I fig. 1, og muligheden for at anvende en elektrodynamisk målemekanisme til at konstruere et wattmåler og måle effekt er vist.

Ris. 1. Wattmeter-skifteskema (a) og vektordiagram (b)

Den stationære spole 1, forbundet i serie med belastningskredsløbet, kaldes seriekredsløbet for wattmåleren, den bevægelige spole 2 (med en ekstra modstand), forbundet parallelt med belastningen, parallelkredsløbet.

For et konstant wattmåler:

Overvej driften af ​​et elektrodynamisk wattmeter på vekselstrøm. Vektordiagram fig. 1, b er konstrueret til belastningens induktive karakter. Strømvektor Iu parallelkredsløbet halter bagefter vektoren U med vinklen γ på grund af en vis induktans af den bevægelige spole.

Det følger af dette udtryk, at wattmåleren kun måler effekt korrekt i to tilfælde: når γ = 0 og γ = φ.

En tilstand γ = 0 kan opnås ved at skabe spændingsresonans i et parallelkredsløb, for eksempel ved at inkludere en kondensator C med den tilsvarende kapacitans, som vist med en stiplet linje i fig. 1, a. Spændingsresonansen vil dog kun være ved en bestemt specifik frekvens. Betingelse for ændring af frekvens γ = 0 er overtrådt. Når γ ikke er lig med 0, måler wattmåleren effekten med en fejl βy, som kaldes vinkelfejlen.

Ved en lille værdi af vinklen γ (γ normalt ikke mere end 40 — 50 '), relativ fejl

Ved vinkler φ tæt på 90 ° kan vinkelfejlen nå store værdier.

Den anden, specifikke fejl for wattmålere er fejlen forårsaget af strømforbruget af dens spoler.

Ved måling af den effekt, der forbruges af belastningen, to wattmeter koblingskredsløb, der adskiller sig i inklusion af dets parallelle kredsløb (fig. 2).

Ris. 2. Skemaer til at tænde for parallelviklingen af ​​wattmåleren

Hvis vi ikke tager højde for faseforskydningerne mellem strømme og spændinger i spolerne og betragter belastningen H som værende rent aktiv, vil fejlene βa) og β(b), på grund af wattmeterviklingernes energiforbrug, for de kredsløb i fig. 2, a og b:

hvor P.i og P.ti — henholdsvis den effekt, der forbruges af wattmålerens serie- og parallelkredsløb.

Ud fra formlerne for βa) og β(b) kan det ses, at fejl kun kan have væsentlige værdier ved måling af effekt i laveffektkredsløb, dvs. når Pi og P.ti svarer til Rn.

Hvis du kun ændrer tegnet for en af ​​strømmene, ændres afbøjningsretningen af ​​den bevægelige del af wattmåleren.

Wattmåleren har to par klemmer (serie- og parallelkredsløb), og afhængigt af deres inklusion i kredsløbet kan afbøjningsretningen af ​​viseren være forskellig. For den korrekte tilslutning af wattmåleren er en af ​​hvert par klemmer markeret med en «*» (stjerne) og kaldes «generatorklemmen».