Måling av DC og AC enfasestrøm

Fra uttrykket for likestrømseffekt P = IU kan man se at det kan måles ved hjelp av et amperemeter og et voltmeter med en indirekte metode. Men i dette tilfellet er det nødvendig å utføre samtidige avlesninger fra to instrumenter og beregninger, noe som kompliserer målingene og reduserer nøyaktigheten.

For å måle effekt i DC og enfaset vekselstrøm de bruker enheter kalt wattmålere som bruker elektrodynamiske og ferrodynamiske målemekanismer.

Elektrodynamiske wattmålere produseres i form av bærbare enheter med høye nøyaktighetsklasser (0,1 - 0,5) og brukes til nøyaktige målinger av vekselstrøm og likestrøm ved industrielle og høye frekvenser (opptil 5000 Hz). Ferrodynamiske wattmålere finnes oftere i form av panelinstrumenter med relativt lav nøyaktighetsklasse (1,5 — 2,5).

Slike wattmålere brukes hovedsakelig i industriell frekvensvekselstrøm. Ved likestrøm har de en betydelig feil på grunn av hysteresen til kjernene.

For å måle effekt ved høye frekvenser brukes termoelektriske og elektroniske wattmålere, som er en magnetoelektrisk målemekanisme utstyrt med en aktiv effekt til likestrøm-omformer. Effektomformeren utfører operasjonen med multiplikasjon ui = p og oppnår et signal ved utgangen som avhenger av produktets ui, det vil si effekten.

I fig. 1, og muligheten for å bruke en elektrodynamisk målemekanisme for å konstruere et wattmåler og måle effekt er vist.

Ris. 1. Bytteskjema for wattmeter (a) og vektordiagram (b)

Den stasjonære spolen 1, koblet i serie med lastkretsen, kalles seriekretsen til wattmåleren, den bevegelige spolen 2 (med en ekstra motstand), koblet parallelt med lasten, parallellkretsen.

For en konstant wattmeter:

Vurder driften av et elektrodynamisk wattmeter på vekselstrøm. Vektordiagram fig. 1, b er konstruert for lastens induktive natur. Strømvektor Iu parallellkretsen henger bak vektoren U med vinkelen γ på grunn av en viss induktans til den bevegelige spolen.

Det følger av dette uttrykket at wattmåleren måler effekt bare i to tilfeller: når γ = 0 og γ = φ.

En tilstand γ = 0 kan oppnås ved å opprette spenningsresonans i en parallellkrets, for eksempel ved å inkludere en kondensator C med tilsvarende kapasitans, som vist med en stiplet linje i fig. 1, a. Spenningsresonansen vil imidlertid bare være ved en viss spesifikk frekvens. Betingelse for endring av frekvens γ = 0 er brutt. Når γ ikke er lik 0, måler wattmåleren effekten med en feil βy, som kalles vinkelfeilen.

Ved en liten verdi av vinkelen γ (γ vanligvis ikke mer enn 40 - 50 '), relativ feil

Ved vinkler φnær 90 ° kan vinkelfeilen nå store verdier.

Den andre, spesifikke feilen til wattmålere er feilen forårsaket av strømforbruket til spolene.

Ved måling av kraften som forbrukes av lasten, to wattmeter koblingskretser, forskjellig i inkluderingen av sin parallellkrets (fig. 2).

Ris. 2. Opplegg for å slå på parallellviklingen av wattmåleren

Hvis vi ikke tar hensyn til faseforskyvningene mellom strømmene og spenningene i spolene og vurderer belastningen H som rent aktiv, vil feilene βa) og β(b), på grunn av energiforbruket til wattmeterviklingene, for kretser på fig. 2, a og b:

hvor P.i og P.ti — henholdsvis kraften som forbrukes av serie- og parallellkretsene til wattmåleren.

Fra formlene for βa) og β(b) kan man se at feil kan ha betydelige verdier kun ved måling av effekt i laveffektkretser, dvs. når Pi og P.ti står i forhold til Rn.

Hvis du endrer tegnet på bare en av strømmene, vil avbøyningsretningen til den bevegelige delen av wattmåleren endres.

Wattmåleren har to par klemmer (serie- og parallellkretser), og avhengig av deres inkludering i kretsen, kan retningen for avbøyning av pekeren være forskjellig. For riktig tilkobling av wattmåleren er en av hvert par klemmer merket med «*» (stjerne) og kalles «generatorklemmen».