Схема включения ваттметра: Ваттметр схема подключения

Содержание

Ваттметр схема подключения

Измерив напряжение U и силу тока в цепи постоянного тока, мощность ее можно определить по формуле Эту мощность можно также измерить электродинамическим ваттметром. Электродинамический ваттметр состоит из измерителя той же системы, шкала которого проградуирована в значениях мощности. Неподвижная катушка ваттметра называется токовой или последовательной, так как соединяется последовательно с приемниками энергии рис. Подвижная катушка ваттметра и безреактивное добавочное сопротивление из манганина представляет собой цепь напряжения или параллельную цепь ваттметра, так как она присоединяется параллельно приемнику энергии рис. Схема устройства электродинамического ваттметра.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Обзор ваттметра P06S-20, P06S-100

Ваттметры. Виды и применение. Работа. Примеры и параметры


Думаю, все вы курсе, что электрический ток может выполнять работу. Например, вскипятить воду в электрочайнике, перемолоть кофе в кофемолке, согреть курицу в микроволновке и так далее.

Все эти бытовые приборы являются нагрузкой для домашней сети. Дело в том, что чайник обладает большей мощностью, чем лампочка. В этом случае можно сказать, что мощность чайника будет больше, чем мощность лампы в единицу времени, например, за секунду. Чтобы точно измерить, во сколько раз чайник потребляет электрической энергии больше, чем лампочка, нам нужно измерить мощность чайника и лампочки. Ваттметр — это прибор, который измеряет потребляемую мощность какой-либо нагрузки.

Выделяют три группы ваттметров:. Так как наш сайт посвящен электронике и электротехнике, то мы будем в этой статье рассматривать только ваттметры постоянного тока и низкой частоты. Под низкой частотой подразумевается частота в Герц. Итак, вы уже все в курсе, что любая нагрузка для электрического тока потребляет какую-либо мощность. Мощность постоянного тока выражается формулой:.

P — это мощность, которая выражается в Ваттах Вт,W. I — сила тока, которую потребляет нагрузка, выражается в Амперах. U — напряжение, которое подается на нагрузку, выражается в Вольтах. Поэтому, чтобы найти мощность какой-либо нагрузки, которая подсоединена к постоянному току, достаточно перемножить значение силы тока и напряжения.

Например, на этом фото мы видим вентилятор от компьютера, который подцепили к лабораторному блоку питания. Вы ведь не будете каждый раз таскать с собой громоздкий блок питания или два мультиметра , которые будут измерять и ток и напряжение?

Поэтому, в настоящее время ваттметры представляют из себя законченные приборы, которые очень легко соединяются с потребляемой нагрузкой. Все элементарно и просто! Некоторые из них идут в комплекте со шунтом. Схема подключения источника постоянного тока и нагрузки в таком ваттметре выглядит так.

Ну и самый бюджетный вариант — это взять ампервольтметр и просто умножать значения тока и напряжения. То есть, теоретически, он может измерять мощность до 5 кВт. Мощность переменного тока вычисляется по формуле:. P — мощность, Ватт.

I — сила тока, Ампер. U — напряжение, Вольты. Что еще за косинус фи? И что он вообще означает? Если вспомнить осциллограмму переменного напряжения из нашей домашней розетки, то она будет выглядеть вот так:. Если же запитать какую-нибудь нагрузку, типа лампочки накаливания, то у нас в дело пойдет также такой параметр как сила тока. Так как лампочка накаливания не обладает никакой емкостью или индуктивностью, то сила тока у нас будет синфазно меняться с напряжением. Например, синхронное плавание.

Там участники все делают вместе и одинаково. Так вот, такой параметр как сила тока и напряжение на лампочке тоже действуют синфазно. Она начинается в этом же месте, где и напряжение. Сила тока равняется нулю и напряжение тоже равняется нулю в том месте, где пересекаются эти синусоиды, значит и мощность в этот момент тоже будет равняться нулю.

Но весь прикол в том, что каким-то чудом радиоэлементы, обладающие индуктивной или емкостной составляющей конденсаторы, катушки, трансформаторы и тд умудряются сдвигать синусоиду силы тока. И у нас осциллограмма силы тока уже будет принимать примерно вот такой вид:.

Что здесь произошло? Так как первичная обмотка трансформатора обладает индуктивностью, то эта самая индуктивность сдвинула осциллограмму силы тока. Более подробно можете прочитать в статье активное и реактивное сопротивление. В зависимости от значения индуктивной или емкостной составляющей, сила тока может либо опережать либо отставать от напряжения.

Короче говоря, не будем рассматривать тригонометрию, скажу просто, что для расчета мощности берут косинус значения этого угла. Ну что же, давайте познакомимся с ним поближе.

Первая строка на ваттметре — это часы. Они начинают счет только тогда, когда в розетку ваттметра включена какая-либо нагрузка. Нагрузкой в нашем случае может быть любой электробытовой прибор: утюг, паяльник, светильник и так далее. Третья строка — это расчет стоимости электроэнергии. Измеряется в Киловаттах умноженных на Час КВатт х час.

Запомните, там знак не деления, а умножения! Вот за эти киловатт-часы мы и платим денежку провайдерам электрической энергии ;-. Сейчас никакая нагрузка не включена в розетку ваттметра. Смотрим на дисплей:. Ничего себе, почти вольт. Можно замерить частоту. Ну и мощность также будет равняться нулю. Напряжение сразу идет на первичную обмотку трансформатора. Включаю свой трансформаторный блок питания в сеть Вольт. Итак, напряжение в розетке ,8 Вольт:. К блоку питания я подцепил лампочку на 12 вольт.

Итого, нагруженный блок питания у нас потребляет 0, Ампера. Power Factor — коэффициент мощности, он же косинус фи. Почти все сходится с небольшой погрешностью. Давайте проведем еще один опыт. Возьмем лампу накаливания на Вольт и подцепим ее через ваттметр в сеть. Так как лампочка накаливания у нас не обладает ни индуктивностью, ни емкостью, то на графике синусоида силы тока и напряжения будет примерно выглядеть вот так.

То есть синхронно:. Фи в этом случае равен нулю сдвига фаз между ними нет. Вспоминаем школьный курс тригонометрии и помним, что косинус нуля — это единичка! Проверяем на опыте. Power Factor, он же косинус фи , высвечивает единичку.

Все верно! Замеряем потребляемую силу тока:. Замеряем напряжение:. Все также сходится с небольшой погрешностью ;-. Немного отходя от темы, давайте еще напоследок глянем, какую мощность потребляет светодиодная лампа. Всего 6 Ватт! А светит она даже получше 25 Ваттной, которую я использовал в опытах. Вывод делайте сами. Как я уже сказал, брал на Али. Выбирайте любой понравившийся на сетевое напряжение.

А вот здесь ваттметры на постоянный ток. Выбирайте на ваш вкус и цвет! Оглавление 1 Что такое ваттметр 2 Мощность постоянного тока 3 Ваттметры для постоянного тока 4 Мощность переменного тока 5 Ваттметр цифровой на сетевое напряжение 6 Косинус фи и реактивная нагрузка 7 Косинус фи и активная нагрузка 8 Где купить ваттметр. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.


Включение ваттметра в измеряемую цепь

Одной из важнейших характеристик электрической цепи является ее мощность. С помощью данного параметра определяется величина работы, которую электрический ток выполняет за определенную единицу времени. Все устройства включаемые в цепь должны иметь мощность, соответствующую мощности конкретной сети. Для замеров мощности электрического тока применяется специальный измерительный прибор — ваттметр. В основном он нужен в сетях переменного тока, определяя мощность включенных приборов, а также для тестирования сетей и их отдельных участков, контроля и слежения за режимом работы электрооборудования, учета потребленной электроэнергии. До того, как выполняется измерение мощности ваттметром, на исследуемом участке предварительно измеряется сила тока и напряжение.

Дан ваттметр на номинальный ток 5 А и номинальное напряжение В. Как Значение сопротивления шунта для подключения ваттметра для схемы.

Аналоговый и цифровой ваттметр

Ваттметр, — энергомер, компактный счётчик мощности Ватты. Более крупный аналог — стационарный счётчик, устанавливаемый на входе электрической сети в помещение. Ответственен за суммарную мощность всех потребителей энергии. Бытовой прибор применяется частным порядком для отдельного потребителя, в мастерских по ремонту бытовой электротехники, электронных устройств. Представляет собой компактное устройство, параллельно подключаемое в сеть. Чаще всего, совмещает в одном корпусе измерительный блок и розетку. Оснащены функцией определения потреблённой мощности минимальную и максимальную в единицу времени. Отражают величину напряжения сети, время работы потребителя электроэнергии, расчёт стоимости электричества за рабочий промежуток времени. Прибор для контроля за расходом электроэнергии из бытовой сети одним потребителем.

Измерение мощности тока. Схема включения ваттметра. Схемы измерения мощности.

Думаю, все вы курсе, что электрический ток может выполнять работу. Например, вскипятить воду в электрочайнике, перемолоть кофе в кофемолке, согреть курицу в микроволновке и так далее. Все эти бытовые приборы являются нагрузкой для домашней сети. Дело в том, что чайник обладает большей мощностью, чем лампочка. В этом случае можно сказать, что мощность чайника будет больше, чем мощность лампы в единицу времени, например, за секунду.

Схема включения ваттметра приведена на фиг. Схемы включения ваттметров и счетчиков приведены в любом учебнике по электротехнике.

Цифровой ваттметр

Для правильного показания ваттметра оба генераторных зажима должны быть присоединены к одному проводу со стороны генератора источника тока, а не нагрузки. Затем другим проводом включается последовательно в цепь неподвижная катушка; при этом в зависимости от предела тока этот провод подключается к зажиму 1А — при измеряемом токе не превышающем 1А, или 5А при токе, не превышающем 5А. Затем включается параллельно цепи рамки; для этого предварительно к зажиму подключается одно из дополнительных сопротивлений в зависимости от предела напряжения: 30V — до 30В, V — до В и V — В. В передний паз крышки прибора устанавливается рабочая шкала так, чтобы лицевая сторона прибора была обращена к шкале с пределом измерения, равным произведению предела по току на предел по напряжению. Ниже описаны только отдельные опыты, характеризующие возможности демонстрационного ваттметра. Для выполнения этого опыта собирают электрическую цепь по схеме, приведённой на рисунке 3.

Какую мощность измеряет ваттметр

Одним из важных параметров, характеризующим состояние электрической сети является мощность. Она показывает величину работы, выполняемую электрическим током в единицу времени. Мощность всех бытовых устройств, одновременно включаемых в сеть переменного тока, должна быть в рамках допустимой мощности сети. Иначе возможны неприятности и проблемы — от выхода из строя техники до короткого замыкания и пожара в квартире. Измеряют мощность специальным прибором называемым ваттметром. И если в цепи постоянного тока ее легко рассчитать умножением силы тока на напряжение, то в сети переменного тока не все так просто.

Статья о том, как правильно подключить ваттметр в электрическую цепь. Краткая инструкция по подключению и использованию.

Как подключить ваттметр

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Одно из свойств, которое дает характеристику состояния электрической цепи — это мощность. Это свойство отражает значение работы, выполненное электрическим током за определенное время. Мощность оборудования, входящего в электрическую цепь, не должна выходить за рамки мощности сети.

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам. Вы можете следить за обновлениями блога по RSS.

Дан ваттметр на номинальный ток 5 А и номинальное напряжение В.

Довольно часто возникает необходимость измерять мощность, потребляемую из сети, или же генерируемую в сеть. Это необходимо для учета потребляемой или генерируемой энергии, а также для обеспечения нормальной работы энергосистемы избежание перегрузок. Измерять мощность можно несколькими способами — прямым и косвенным. При прямом измерении применяют ваттметр, а при косвенном амперметр и вольтметр. Из-за отсутствия реактивной и активной составляющей в цепях постоянного тока для измерения мощности ваттметр применяют очень редко. Как правило, величину потребляемой или отдаваемой энергии измеряют косвенным методом, с помощью последовательно включенного амперметра измеряют ток I в цепи, а с помощью параллельно подключенного вольтметра измеряют напряжение U нагрузки. Чтоб уменьшить погрешность измерений из-за влияний внутренних сопротивлений устройств, приборы могут подключать по различным схемам, а именно при относительно малом сопротивлении нагрузки R применяют такую схему включения:.

Один из параметров, который характеризует состояние электрической сети — это ее мощность. Она отражает величину работы, выполняемую электрическим током в единицу времени. Мощность устройств, включаемых в электрическую цепь, должна быть в рамках мощности сети. Иначе возможны неприятные сюрпризы — от выхода из строя оборудования до короткого замыкания и пожара.


Схема подключения ваттметра

Схема включения ваттметра приведена на фиг. Схемы включения ваттметров и счетчиков приведены в любом учебнике по электротехнике. На рис. Схема включения ваттметра показана на фиг. Неподвижная катушка электродинамического прибора включается в цепь последовательно, как амперметр, и является токовой катушкой ваттметра.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: [Natalex] Ваттметр PZEM-051…

Измерение мощности тока. Схема включения ваттметра. Схемы измерения мощности.


Мощность в электрических цепях постоянного и однофазного переменного тока, измеряют в основном ваттметрами электродинамической системы.

На рис. В цепях напряжения включено добавочное сопротивление R Д. Начало токовой обмотки напряжения, так же как и в последующих схемах, показано, соответственно, левой и верхней точками на обмотках ваттметра W ; перемена полярности одной из обмоток приведет к отклонению стрелки ваттметра в обратную сторону.

Если включить ваттметр в цепь постоянного тока рис. Мощность Р определяют по формуле. При включении рис. Таким образом, систематической погрешности, возникающей в следствии того, что цепи тока и напряжения измерительного механизма должны включаться также, как и приборы для измерения тока и напряжения избежать не удается.

Если ожидаются значительные колебания мощности за счёт колебаний тока, то предпочтительней будет схема а. При включении ваттметра рис. Кроме того, появляется дополнительная погрешность за счет электростатического взаимодействия обмоток. Такую схему не следует применять. Для расширения пределов измерения по току и напряжению применяют шунты, добавочные сопротивления и измерительные трансформаторы рис. Цену деления ватт-метра при пользовании измерительными трансформаторами определяют по уравнению:.

На сверхвысоких частотах СВЧ способы измерения мощности, рассмотренные выше очень трудно реализуемы, поэтому применяются другие способы измерения мощности. Несмотря на кажущееся разнообразие, все они сводятся к преобразованию энергии электромагнитных колебаний в другой вид энергии, более применяемый для измерения тепловую, механическую и другие с последующим вторичным преобразованием в электрический сигнал.

Измерение производится в основном цифровыми приборами. При измерении активной мощности в трёхфазных цепях три фазовых провода и один нулевой — четырех проводная сеть используют три однофазных ваттметра, включенных в отдельные фазы; измеряемую мощность определяют как сумму мощностей всех фаз.

В, этом случае не следует пользоваться ваттметром, включенным в одну из фаз, так как велика вероятность неравномерности нагрузки, и погрешность измерения может оказаться значительно больше допустимой. В трехфазных цепях без нулевого провода возникает затруднение с подключением цепи напряжения ваттметра, потому что в цепи имеется линейное напряжение. Однако при симметричной, нагрузке можно измерить мощность одним ваттметром.

Для этого в месте измерения создается искусственная нулевая точка. Сопротивления всех фаз, образующие звезду, должны быть равными. Мощность в этом случае равна утроенному показанию ваттметра. В несимметричных трехфазных трехпроводных цепях мощность можно измерить так же, как и в четырехпроводных цепях, то есть как сумму трех мощностей. Здесь также необходима искусственная нулевая точка, однако ее можно очень просто создать соединением в звезду трех одинаковых!

Более универсальным и точным методом измерения трехфазной мощности является метод двух ваттметров или так называемая схема Арона рис. Построим векторную диаграмму рис. В этом случае один из ваттметров будет показывать отклонение в противоположную сторону. Чтобы получить отсчет, надо изменить направление тока в одной из обмоток этого ваттметра. Показания берут со знаком минус, то есть общая мощность равна алгебраической сумме показаний.

При измерении реактивной мощности однофазные реактивные ваттметры применяют для лабораторных измерений и поверки индукционных счетчиков. Тогда угол отклонения подвижной части будет пропорционален реактивной мощности. В соответствии с этим, например в несимметрично нагруженной трех- и четырехфазной сети, реактивную мощность Q определяют по схеме трех активных ваттметров, включенных по напряжению на «чужие» фазы рис. При равномерной нагрузке можно ограничиться одним из ваттметров.

В трехфазной сети с равномерной нагрузкой рис. Реактивную мощность в трехфазной сети с равномерной и неравномерной загрузкой фаз Q находят по схеме с искусственной нулевой точкой рис. Сопротивление, включенное на свободную фазу R , подбирают так, чтобы оно вместе с обмотками напряжения ваттметров образовало симметричную звезду, а к ваттметрам были подведены фазовые напряжения:. Для определении реактивной мощности указанными выше методами необходимо знать порядок чередования фаз сети.

Если он окажется обратным, показания ваттметров во многих случаях будут отрицательными. Запомнить меня. Главная Электрические измерения 4. Измерение мощности. Мощность измеряют различными способами. Основное меню Аппараты коммутации Безопасность жизнедеятельности Ветроэнергетика Документация Инструкции по охране труда Качество электроэнергии в системах электроснабжения Надёжность электроэнергетических сетей и систем Конструкции линий электрических сетей Основы энергосбережения Парогазовые установки в энергетике Практикум домашнего электрика Принципы проектирования электроэнергетических систем и сетей Проектирование и расчет систем автоматики Технология конструкционных электротехнических материалов Управление электрохозяйством предприятий Характеристика испытаний электрических машин и трансформаторов Экономика и управление в современной электроэнергетике России Эксплуатация электродвигателей Электрические измерения Электромагнитные переходные процессы Энергетический комплекс РФ Ядерная энергетика.

Авторизация Логин Пароль Запомнить меня Забыли пароль? Забыли логин? Все права защищены.


Включение ваттметра в измеряемую цепь

Для измерения мощности постоянного тока достаточно измерить напряжение и ток. Результат определяется по формуле:. Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором — ваттметром. Как было сказано ранее, для измерения мощности лучшей является электродинамическая система. Ваттметр снабжен двумя измерительными элементами в виде двух катушек: последовательной и параллельной. По первой катушке течет ток, пропорциональный нагрузке, а по второй — пропорциональный напряжению в сети. Угол поворота подвижной части электродинамического ваттметра пропорционален произведению тока и напряжения в измерительных катушках:.

Рис. Принципиальная схема электродинамического ваттметра Кроме электродинамических ваттметров, для измерения мощности в цепях.

Ваттметр для измерения мощности: назначение, типы, подключение, применение

Мощность — важный параметр, характеризующий электрическую цепь. Он отображает объем работы, осуществляемой током за некоторый период времени. Замеряется этот параметр специальными приборами. Для выяснения мощности постоянного тока берутся амперметр и вольтметр, а затем полученные величины умножаются между собой. В случае переменного тока производится непосредственное измерение. Для решения этой задачи используются ваттметры. Ваттметры по своей конструкции классифицируются на цифровые и аналоговые. Первые замеряют активную и реактивную мощность. Они дополнительно отображают силу тока, напряжение, удельное расходование электроэнергии.

Ваттметр и измерение мощности схема

Схема Арона: а — схема измерения активной мощности методом двух ваттметров; б — схема измерения реактивной мощности методом двух ваттметров; в — диаграмма для определения коэффициента мощности по отношению измеренных значений. Изменяя подключение цепи напряжения на обратное, делают отклонение вновь положительным и вычитают показание этого прибора из показания другого ваттметра. В сетях с заземляющим проводом измерения по схеме Арона дают недостоверный результат, так как не выполняется условие равенства нулю суммы линейных токов. Для точных измерений в сомнительных случаях применяют меюд трех ваттметров. В трехфазных четырехпроводиых цепях может использоваться двойная схема Арона.

Думаю, все вы курсе, что электрический ток может выполнять работу. Например, вскипятить воду в электрочайнике, перемолоть кофе в кофемолке, согреть курицу в микроволновке и так далее.

Измерение электрической мощности и энергии

Наличие двух катушек у электродинамического прибора и возможность включения их в две разные цепи позволяет использовать эти приборы для измерения мощности электрического тока, т. Из выражения для угла поворота подвижной системы электродинамического прибора 2. Такой прибор называют ваттметром. Его шкала равномерная. Для измерения электрической мощности в цепях переменного тока используют ваттметры активной и реактивной мощности.

Как подключить ваттметр

Одной из важнейших характеристик электрической цепи является ее мощность. С помощью данного параметра определяется величина работы, которую электрический ток выполняет за определенную единицу времени. Все устройства включаемые в цепь должны иметь мощность, соответствующую мощности конкретной сети. Для замеров мощности электрического тока применяется специальный измерительный прибор — ваттметр. В основном он нужен в сетях переменного тока, определяя мощность включенных приборов, а также для тестирования сетей и их отдельных участков, контроля и слежения за режимом работы электрооборудования, учета потребленной электроэнергии.

На рис. приведены схемы включения ваттметра для измерения мощности, потребляемой сопротивлением нагрузки RНАГ в цепях.

Ваттметр-счётчик электроэнергии для электровелосипеда. Схема подключения ваттметра

Для непосредственного измерения мощности цепи постоянного тока применяется ваттметр. Неподвижная последовательная катушка или катушка тока ваттметра соединяется последовательно с приемниками электрической энергии. Подвижная параллельная катушка или катушка напряжения, соединенная последовательно с добавочным сопротивлением, образует параллельную цепь ваттметра, которая присоединяется параллельно приемникам энергии. Угол поворота подвижной части ваттметра:.

Из формулы видно, что мощность в цепи переменного тока можно определить косвенным путем, если включить три прибора: амперметр, вольтметр и фазометр. Однако в этом случае нельзя рассчитывать на большую точность измерения, так как погрешность измерения мощности будет зависеть не только от суммы погрешностей всех трех приборов, но и от погрешности метода измерения, вызванной способом включения амперметра и вольтметра. Поэтому данный метод можно применять только в случае, когда не требуется большая точность измерений. Если активную мощность нужно измерить точно, то лучше всего применить ваттметры электродинамической системы или электронные ваттметры. При грубых измерениях могут быть использованы ферродинамические ваттметры. Если напряжение в цепи меньше предела измерений ваттметра по напряжению, ток нагрузки меньше допустимого тока измерительного прибора, то схема включения ваттметра в цепь переменного тока аналогична cхеме включения ваттметра в цепь постоянного тока.

Для правильного показания ваттметра оба генераторных зажима должны быть присоединены к одному проводу со стороны генератора источника тока, а не нагрузки.

Для измерения электрической мощности применяют следующие методы: амперметра — вольтметра; одного ваттметра; двух и трех ваттметров и с помощью переносных ваттметров. Существуют две схемы подключения приборов рис. Схемы подключения приборов для замера мощности на постоянном токе и симметричной нагрузки на переменном токе Измеренная по схеме на рис. При измерении по схеме на рис. Первая схема используется при сравнительно больших сопротивлениях, вторая — при малых. Необходимо учитывать, что погрешность измерения мощности методом амперметра — вольтметра больше суммы приведенных погрешностей обоих приборов. Метод одного ваттметра применяют для измерения мощности в цепи постоянного тока или активной мощности однофазного переменного тока ваттметр включается по схеме, изображенной на рис.

Однако на практике измерение мощности обычно производится при помощи специальных приборов — ваттметров. Ваттметр рис. При включении ваттметра ток нагрузки проходит через неподвижную катушку, последовательно включенную в цепь, а подвижная катушка включается параллельно потребителю. Для уменьшения потребляемой мощности в параллельной обмотке и уменьшения веса подвижной катушки последовательно с ней включается добавочное сопротивление 3 из манганина.


Ваттметры — Включение — Схема

Измерение мощности трехфазного тока с нулевым проводом при равномерной нагрузке фаз может быть произведено одним ваттметром, включенным по схеме фиг. 71. Его показания должны быть умножены на 3.  [c.373]

Мощность трехфазной цепи при нагрузке любого характера и отсутствии пулевой точки может быть измерена при помощи двух ваттметров, включенных по схеме Арона (фиг. 74). При углах сдвига фаз f[c.374]

В промышленных условиях испытания с целью определения характер.истик насоса производят следующим образом. С помощью двух ваттметров, включенных по схеме Арона, определяют мощность, потребляемую электродвигателем  [c.309]


Электрическая мощность, потребляемая электродвигателем компрессора, измерялась двумя ваттметрами, включенными по схеме Арона.  [c.135]

Мощность, подводимая к двигателю из сети, определялась по показаниям двух ваттметров, включенных по схеме Арона. Так как в схему были введены трансформатор тока с коэффициентом трансформации 40/5 и трансформатор напряжения с коэффициентом 6000/100, то результаты отсчетов по ваттметрам пересчитывались с учетом общего коэффициента трансформации. В табл. 17 приведены данные по расходу электроэнергии при разных давлениях нагнетания.  [c.165]

Наиболее точным способом поддержания требуемого os является спс-соб с применением однофазного ваттметра, вольтметра и амперметра, схема включения которых приведена на рис. 4.  [c.508]

Показание ваттметра, включенного по схеме рис. 5-12, равно  [c.206]

Из теории электростатического ваттметра [Л. 116] следует, что при его включении по схеме на рис. 5-48 мгновенный момент вращения его подвижной части равен  [c.261]

При этом методе мощность трехфазной цепи будет равна сумме показаний двух ваттметров. По этим же схемам (фиг. 187) строятся трехфазные ваттметры, которые представляют собой суммирующие приборы, состоящие из двух однофазных ваттметров, связанных механически, но самостоятельных в электрическом отношении и включенных по одной из указанных выше схем однофазных ваттметров (см. фиг. 183).  [c.235]

Измерение мощности в цепях переменного тока производится с помощью ваттметра. Схема включения ваттметра приведена на фиг. 22. Коэфициент мощности ( os (у) подсчитывается из выражения  [c.526]

Фиг. 70. Схема включения ваттметра в однофазную цепь.

При измерении мощности цепей переменного тока высокого напряжения включение обмоток ваттметров производится через измерительные трансформаторы. Например, схема Арона при высоком напряжении будет выглядеть так, как это показано на фир. 75.  [c.374]
Фиг. 75. Включение ваттметра по схеме Арона через измерительные трансформаторы.
Фиг. 74. Непосредственное включение двух ваттметров по схеме Арона.
Измерение активной энергии производится при помощи счетчиков, схемы включения которых ничем не отличаются от соответствующих схем включения ваттметров. приведенных на фиг. 70—75.  [c.374]

На фиг. 6 показана схема решающего устройства при компенсации влияния груза, помещенного в правую плоскость исправления на левый датчик. Переключатель позволяет включить правый датчик так, чтобы его напряжение было в противофазе с напряжением левого датчика. Потенциометр посредством которого вводится компенсирующее напряжение, включен таким образом, что при увеличении компенсирующего напряжения одновременно уменьшается подаваемое на ваттметр напряжение основного датчика. Переключатель Я2 позволяет изменить полярность включения прибора, т. е. выбрать режим работы на добавление или удаление балансировочных грузов. Потенциометр шунтирует прибор и служит для плавного регулирования чувствительности станка.  [c.404]

Мощность можно также измерить электродинамическим ваттметром, который имеет две катушки токовую (последовательную) и напряжения (параллельную). Схема включения ваттметра в измеряемую цепь показана на рис. 198, в.  [c.197]

Рис. 65. Схема включения ваттметра в однофазной цепи
Рис. 66. Схема включения ваттметра при доступной нулевой точке
Рис. 67. Схема включения ваттметра при недоступной нулевой точке
Рис. 4. Схема включения ваттметра, вольтметра и амперметра при контроле за os
Другие схемы включения ваттметра и фазометра см. Справочник электромонтажника, т. I.  [c.508]
Рис. 5-12. Схема включения ваттметра для определения полных потерь.
Рис. 5-29. Схема включения ваттметра в установке для измерения потерь на целых листах.
Армирование пластмасс 5 — 591 Арона схема включения ваттметра 2 — 374  [c.398] Опыт короткого замыкания проводится по схеме, изображенной на фиг. 150, б. При замыкании вторичного контура машины накоротко в сварочной цепи протекает очень большой ток, поэтому непосредственное включение токовой обмотки ваттметра обычно невозможно. В связи с этим прибор включается через трансформатор тока ТТ. При  [c.215]

При технич. И. вторыми членами, представляющими мощность, потребляемую самими приборами, можно пренебречь. Чтобы ваттметр давал отклонения в надлежащую сторону, необходимо при включении соблюдать полярность зажимов. У одного из зажимов последовательной обмотки и у одноименного с ним зажима ответвленной ставятся значки ( или ), к-рые показывают, что именно к этим зажимам д. б. подведены провода со стороны генератора. Зажимы эти часто называют генераторными. Если ваттметр имеет наружное отдельное добавочное сопротивление Я, то его следует включить по схеме фиг. 12, чтобы избежать большой разности потенциалов между обмотками ваттметра и электростатич. взаимодействия между ними. Первое может повести к повреждению прибора, второе вызывает погрешность показания. Когда по условиям опыта требуется изменить направление тока в ответвленной обмотке, следует переключать провода только на зажимах прибора, не менян местом доба-  [c.510]

Схемы включения счётчика электрической энергии ничем не отличаются от схем включения ваттметров.  [c.715]

Ваттметр, включенный в схему, измеряет сумму полных потерь в образце, помещенном в аппарат, и мощностей, потребляемых обмоткой вольтметра и вольтметровой обмоткой ваттметра.  [c.212]

Вестингауз, у которой катушка, упомянутая в п. 3, также является неподвижной, но она намагничивает железный подвин ной сердеч-ни1(, связанный со стрелкой и имеющий форму буквы 7. Эта катушка з включается параллельно в сеть (фиг. 41). Две неподвижные катушки, 2 и 2 (п. 2) сдвинуты в пространстве на угол 120 и включены в провода разных фаз последовательно с приемником (фиг. 42). В случае равномерной нагрузки сдвиг фаз в трехфазной цепи м. б. определен также и по показанию двух однофазных ваттметров, включенных по схеме Арона если обозначить 01 наибольшее из показаний двух ваттметров, а 2 — наименьшее, то  [c.517]

Ваттметрический метод определения полных потерь на гистерезис и вихревые токи [36]. Ваттметрический метод основан на измерении потерь мощности в трансформаторе с разомкнутой вторичной цепью (т. е. не потребляющий мощности), причем в качестве сердечника трансформатора используется испытуемый материала (аппарат Эпштейна). Принципиальная схема установки представлена на рис. 17.68. В четыре секции трансформатора П], Пг набирается образец из пластин, которые образуют магнитную цепь. В цепь первичной намагничивающей катушки щ включен амперметр А и токовая обмотка ваттметра в цепь вторичной обмотки трансформатора включены вольтметр V и обмотка напряжения ваттметра —1 2. Полные потери на гистерезис и вихревые токи Рт. в равны Р . в = ( — E 2lR2]wl w2, где Р — показания ваттметра  [c.317]

Рассмотрим, например, анализатор типа АГ-1, который служит для измерения амплитуды и фазы составляющих вибрации основной и двойной частоты вращения. Блок-схема прибора приведена на рис. 2-38. Источником опорного сигнала служит блок генераторов опорного напряжения, состоящий из ГОН-1 и ГОН-2. ГОН-1 соединяется с ротором непосредственно, а ГОН-2 — через редуктор с отношением 2 1. Таким образом, ротор ГОН-2 вращается с удвоенной угловой скоростью по отношению к испытуемому ротору. В качестве фазорегулятора используется сельсин типа СГСМ-1. Сигнал с ротора фазорегулятора через усилитель поступает на одну из обмоток ваттметра 1 . На его вторую обмотку подается через усилитель Уз полигармоническое напряжение от вибродатчика ВД, пропорциональное вибрации. Отклонение ваттметра в зависимости от включения ГОН-1 или ГОН-2 пропорционально амплитуде первой или второй гармонической составляющей вибрации  [c.93]


В общем случае потерн измеряемого и эталонного образцов могут быть иеодииаковыми, поэтому при включении тока в схему стрелка дифференциального ваттметра отклонится на некоторое число делегшй.  [c.214]

Вариации показаний 4 — 4 Ваттметры — Включение — Схема 2 — 373, 374 Вайерштрасса признак 1 — 177 Вектор-функцни линейные 1 — 236 Векторная алгебра 1 — 226 Векторно-векторное произведение 1 — 229  [c.403]

И. активной мощности в треу-фазной цепи осуществляются следующими методами, а) Метод одного ваттметра применяется только при полной симметрии цепи. Если нейтральная точка доступна, включение производят по фиг. 18, а. Мощность Р = 3 Р , где Р — показание ваттметра. Если же нейтральная точка недоступна или приемник соединен тр-ком, ваттметр включают по фиг. 18,6. Сопротивления г д. б. безиндукционными и равными друг другу и сопротивлению ответвленной цепи ваттметра т- . Полная мощность и в этом случае Р = 3 Р . Ваттметр д. б. электродинамическим. б) М е т о д двух ваттметров (метод Арона) позволяет измерять полную мощность как при симметричной, так и при несимметричной системе и при любом соединении приемника или генератора. Метод отот неприменим для четырехпроводной цепи. Ваттметры включают по схеме фиг. 19. Мощность трехфазной цепи в этом случае равна алгебраич. сумме показаний обоих ваттметров, причем  [c.511]

Для И. реактивной мощности трехфазной цепи существует много методов и различных схем включения ваттметров. а) Способ двух ваттметров с измененной схемой включения (ваттметры обычной активной мощности) применяется только при полной симметрии токов и напряжений (фиг. 24). Реактивная мощность равна алгебраич. сумме показаний обоих ваттметров (как и  [c.512]

И. угла сдвига фаз. 1. Одно-фа з н ы й ток. Наиболее простым и точным способом измерения угла сдвига фаз между током и напрн/кением в однофазном токе является измерение при помощи фазометра, схема включения которого вполне аналогична со схемой включения ваттметра (фиг. 12). Конструкции однофазных фазометров весьма разнообразны. Характерными чертами, присущими всем этим конструкциям, являются 1) отсутствие механического противодействующего момента, 2) наличие двух пространственно сдвинутых катушек, по к-рым проходят токи, сдвинутые по фазе во времени и создающие т. о. вращающееся магнитное поле, 3) наличие третьей катушки с током, фазу к-рого необходимо измерить. Подвижную часть составляют либо указанные в п. 2 скрещенные катушки (в таком случае катушка п. 3 остается неподвижной) либо, наоборот, катушка, указанная в п. 3 (тогда катушки п. 2 остаются неподвижными). Сдвиг фаз токов, идущих по катушкам 2, создается  [c.516]


НОУ ИНТУИТ | Лекция | Измерение мощности

Измерение мощности в цепях постоянного тока и переменного промышленной частоты

Из выражения для мощности на постоянном токе видно, что ее можно измерить с помощью амперметра и вольтметра косвенным методом. Однако в этом случае необходимо производить одновременный отсчет по двум приборам и вычисления, усложняющие измерения и снижающие его точность.

Для измерения мощности в цепях постоянного и однофазного переменного тока применяют приборы, называемые ваттметрами, для которых используют электродинамические и ферродинамические измерительные механизмы.

Электродинамические ваттметры выпускают в виде переносных приборов высоких классов точности (0,1 — 0,5) и используют для точных измерений мощности постоянного и переменного тока на промышленной и повышенной частоте (до 5000 Гц). Ферродинамические ваттметры чаще всего встречаются в виде щитовых приборов относительно низкого класса точности (1,5 — 2,5).

Применяют такие ваттметры главным образом на переменном токе промышленной частоты. На постоянном токе они имеют значительную погрешность, обусловленную гистерезисом сердечников.

Для измерения мощности на высоких частотах применяют термоэлектрические и электронные ваттметры, представляющие собой магнитоэлектрический измерительный механизм, снабженный преобразователем активной мощности в постоянный ток. В преобразователе мощности осуществляется операция умножения и получение сигнала на выходе, зависящего от произведения UI, т. е. от мощности.

На рис. 8.1 показана возможность использования электродинамического измерительного механизма для построения ваттметра и измерения мощности.


Рис. 8.1. Схема включения ваттметра

Неподвижная катушка 1, включаемая в цепь нагрузки последовательно, называется последовательной цепью ваттметра, подвижная катушка 2 (с добавочным резистором), включаемая параллельно нагрузке – параллельной цепью.

Для ваттметра, работающего на постоянном токе:

Рассмотрим работу электродинамического ваттметра на переменном токе. Векторная диаграмма на рис. 8.2 построена для индуктивного характера нагрузки. Вектор тока параллельной цепи отстает от вектора напряжения на угол ? вследствие некоторой индуктивности подвижной катушки.


Рис. 8.2. Векторная диаграмма для индуктивного характера нагрузки

Из этого выражения следует, что ваттметр правильно измеряет мощность лишь в двух случаях: при и .

Условие может быть достигнуто созданием резонанса напряжений в параллельной цепи, например включением конденсатора С соответствующей емкости, как это показано штриховой линией на рис. 8.1. Однако резонанс напряжений будет лишь при некоторой определенной частоте. С изменением частоты условие нарушается. При ваттметр измеряет мощность с погрешностью , которая носит название угловой погрешности.

При малом значении угла ( обычно составляет не более 40 — 50′), относительная погрешность

При углах , близких к 90o, угловая погрешность может достигать больших значений.

Второй, специфической, погрешностью ваттметров является погрешность, обусловленная потреблением мощности его катушками.

При измерении мощности, потребляемой нагрузкой, возможны две схемы включения ваттметра, отличающиеся включением его параллельной цепи (рис. 8.1).


Рис. 8.3. Схемы включения параллельной обмотки ваттметра

Если не учитывать фазовых сдвигов между токами и напряжениями в катушках и считать нагрузку H чисто активной, погрешности и , обусловленные потреблением мощности катушками ваттметра, для схем (рис. 8.3):

где и – соответственно мощность, потребляемая последовательной и параллельной цепью ваттметра.

Из формул для и видно, что погрешности могут иметь заметные значения лишь при измерениях мощности в маломощных цепях, т. е. когда и соизмеримы с .

Если поменять знак только одного из токов, то изменится направление отклонения подвижной части ваттметра.

У ваттметра имеются две пары зажимов (последовательной и параллельной цепей), и в зависимости от их включения в цепь направление отклонения указателя может быть различным. Для правильного включения ваттметра один из каждой пары зажимов обозначается знаком «*» (звездочка) и называется «генераторным зажимом».

Измерение мощности с использованием эффекта Холла

Перемножение значений силы тока и разности потенциалов при измерении мощности можно получить, используя полупроводниковые преобразователи Холла.

Если специальную полупроводниковую пластину, по которой течет ток I (рис. 8.4), возбуждаемый электрическим полем напряженностью Е, поместить в магнитное поле с напряженностью Н (индукцией В), то между ее точками, лежащими на прямой, перпендикулярной направлениям протекающего тока I и магнитного поля, возникает разность потенциалов (эффект Холла), определяемая как

где k – коэффициент пропорциональности.


Рис. 8.4. Устройство преобразователя Холла

Согласно теореме Умова-Пойнтинга, плотность потока проходящей мощности СВЧ-колебаний в некоторой точке поля определяется векторным произведением электрической и магнитной напряженностей этого поля:

Отсюда, если ток I будет функцией электрической напряженности Е, то с помощью датчика Холла можно получить следующую зависимость напряжения от проходящей мощности:

где g – постоянный коэффициент, характеризующий образец. Для измерения такой мощности пластину полупроводника (пластинку Холла – ПХ) помещают в волновод, как показано (рис. 8.5).


Рис. 8.5. Устройство преобразователя Холла с применением волновода

Рассмотренный измеритель проходящей мощности обладает следующими достоинствами:

  1. может работать при любой нагрузке, а не только при согласованной;
  2. высокое быстродействие ваттметра дает возможность применять его при измерении импульсной мощности.

Однако практическая реализация ваттметров на эффекте Холла – достаточно сложная задача в силу многих факторов. Тем не менее, существуют ваттметры, измеряющие проходящую импульсную мощность до 100 кВт с погрешностью не более 10 %.

Методы измерения мощности на высоких и сверхвысоких частотах

Мощность в общем виде есть физическая величина, которая определяется работой, производимой в единицу времени. Единица мощности – ватт (Вт) – соответствует мощности, при которой за одну секунду выполняется работа в один джоуль (Дж).

На постоянном токе и переменном токе низкой частоты непосредственное измерение мощности зачастую заменяется измерением действующего значения электрического напряжения на нагрузке U, действующего значения тока, протекающего через нагрузку I, и угла сдвига фаз между током и напряжением . При этом мощность определяют выражением:

В СВЧ диапазоне измерение напряжения и тока становится затруднительным. Соизмеримость размеров входных цепей измерительных устройств с длиной волны является одной из причин неоднозначности измерения напряжения и тока.

Измерения сопровождаются значительными частотными погрешностями. Следует добавить, что измерение напряжения и тока в волноводных трактах при некоторых типах волн теряет практический смысл, так как продольная составляющая в проводнике отсутствует, а разность потенциалов между концами любого диаметра сечения волновода равна нулю. Поэтому на частотах, начиная с десятков мегагерц, предпочтительным и более точным становится непосредственное измерение мощности, а на частотах свыше 1000 МГц – это единственный вид измерений, однозначно характеризующий интенсивность электромагнитных колебаний.

Для непосредственного измерения мощности СВЧ применяют методы, основанные на фундаментальных физических законах, включающие метод прямого измерения основных величин: массы, длины и времени.

Несмотря на разнообразие методов измерения СВЧ мощности, все они сводятся к преобразованию энергии электромагнитных СВЧ колебаний в другой вид энергии, доступной для измерения: тепловую, механическую и т. д. Среди приборов для измерения СВЧ мощности наибольшее распространение получили ваттметры, основанные на тепловых методах. Используют также ряд других методов – пондеромоторный, зондовый и другие.

Принцип действия подавляющего большинства измерителей мощности СВЧ, называемых ваттметрами, основан на измерении изменений температуры или сопротивления элементов, в которых рассеивается энергия исследуемых электромагнитных колебаний. К приборам, основанным на этом явлении, относятся калориметрические и терморезисторные измерители мощности. Получили распространение ваттметры, использующие пондеромоторные явления (электромеханические силы), и ваттметры, работающие на эффекте Холла. Особенность первых из них – возможность абсолютных измерений мощности, а вторых – измерение мощности независимо от согласования ВЧ-тракта.

По способу включения в передающий тракт различают ваттметры проходящего типа и поглощающего типа. Ваттметр проходящего типа представляет собой четырехполюсник, в котором поглощается лишь небольшая часть общей мощности. Ваттметр поглощающего типа, представляющий собой двухполюсник, подключается на конце передающей линии, и в идеальном случае в нем поглощается вся мощность падающей волны. Ваттметр проходящего типа часто выполняется на основе измерителя поглощающего типа, включенного в тракт через направленный ответвитель.

Калориметрические методы измерения мощности основаны на преобразовании электромагнитной энергии в тепловую в сопротивлении нагрузки, являющейся составной частью измерителя. Количество выделяемого тепла определяется по данным изменения температуры в нагрузке или в среде, куда передано тепло. Различают калориметры статические (адиабатические) и поточные (неадиабатические). В первых мощность СВЧ рассеивается в термоизолированной нагрузке, а во вторых предусмотрено непрерывное протекание калориметрической жидкости. Калориметрические измерители позволяют измерять мощность от единиц милливатт до сотен киловатт. Статические калориметры измеряют малый и средний уровни мощности, а поточные – средние и большие значения мощности

Условие баланса тепла в калориметрической нагрузке имеет вид:

где P – мощность СВЧ, рассеиваемая в нагрузке; T и T0 – температура нагрузки и окружающей среды соответственно; c, m – удельная теплоемкость и масса калориметрического тела; k – коэффициент теплового рассеяния. Решение уравнения представляется в виде

где – тепловая постоянная времени.

В случае статического калориметра время измерения много меньше постоянной и мощность СВЧ равна:

Основными элементами статических калориметров являются термоизолированная нагрузка и прибор для измерения температуры. Нетрудно рассчитать поглощаемую мощность СВЧ по измеренной скорости повышения температуры и известной теплоемкости нагрузки.

В приборах используются различные высокочастотные оконечные нагрузки из твердого или жидкого диэлектрического материала с потерями, а также в виде пластинки или пленки высокого сопротивления. Для определения изменения температуры применяют термопары и различные термометры.

Рассмотрим статический калориметр, в котором снижены требования к термоизоляции и отпадает необходимость в определении теплоемкости калориметрической насадки (рис. 8.6). В этой схеме используется метод замещения. В ней для калибровки прибора 4, измеряющего повышение температуры при рассеянии измеряемой мощности, подводимой к плечу 1, используется известная мощность постоянного тока или тока низкой частоты, подводимая к плечу 2. Предполагается, что температура насадки 3 изменяется одинаково при рассеянии равных значений мощности СВЧ и постоянного тока. Статические калориметры позволяют измерять мощность несколько милливатт с погрешностью менее .


Рис. 8.6. Устройство статического калориметра

Основными элементами поточного калориметра являются: нагрузка, где энергия электромагнитных колебаний превращается в тепло, система циркуляции жидкости и средства для измерения разности температур входящей и выходящей жидкости, протекающей через нагрузку.

Поточные калориметры различают по типу циркуляционной системы (открытые и замкнутые), по типу нагрева (прямой и косвенный) и по методу измерения (истинно калориметрические и замещения).

В калориметрах открытого типа обычно применяют воду, которая из водопроводной сети поступает сначала в бак для стабилизации давления, а далее в калориметр. В калориметрах замкнутого типа калориметрическая жидкость циркулирует в замкнутой системе. Она постоянно накачивается насосом и охлаждается до температуры окружающей среды перед очередным поступлением в калориметр. В этой системе используются в качестве охлаждающих жидкостей кроме дистиллированной воды раствор хлористого натрия, смесь воды с этиленгликолем или глицерином.

При прямом нагреве ВЧ-мощность поглощается непосредственно циркулирующей жидкостью. При косвенном нагреве циркулирующая жидкость используется только для отбора тепла от нагрузки. Косвенный нагрев позволяет работать в более широком диапазоне частот и мощностей, поскольку функции переноса тепла отделены в нем от функции поглощения ВЧ-энергии и согласования нагрузки.

Схема истинно калориметрического метода представлена на рис. 8.7. Измеряемая ВЧ-мощность рассеивается в нагрузке 1 и прямо или косвенно передает энергию протекающей жидкости. Разность температур входящей в нагрузку и выходящей из нее жидкости измеряют с помощью термоблоков 2. Количество жидкости, протекающее в системе в единицу времени, измеряют расходомером 3. Естественно, что поток жидкости при таких измерениях должен быть постоянным


Рис. 8.7. Схема истинно калориметрического метода

Погрешности измерений ВЧ-мощности в рассмотренной схеме связаны с рядом факторов. Неравномерность скорости течения калориметрической жидкости, появление пузырьков воздуха приводят к погрешности при определении скорости потока жидкости и изменению ее эффективной теплоемкости. Для уменьшения этой погрешности применяют уловители пузырьков воздуха и добиваются равномерности течения жидкости с помощью регулятора потока и других средств.

Схема измерений, реализующая метод замещения, отличается от рассмотренной тем, что в ней последовательно с СВЧ-нагрузкой вводится дополнительный нагревательный элемент, рассеивающий мощность низкочастотного источника тока. Заметим, что при косвенном нагреве мощность СВЧ-сигнала и мощность низкочастотного тока вводятся в одну и ту же нагрузку и потребность в дополнительном нагревательном элементе отпадает.

Возможны два способа измерений по методу замещений – калибровки и баланса. Первый из них состоит в измерении такой мощности низкой частоты, поданной в нагревательный элемент, при которой разность температур жидкости на входе и выходе такая же, как и при подаче СВЧ-мощности. При балансном способе сначала устанавливается какая-либо разность температур жидкости при подаче мощности низкой частоты, затем подается измеряемая ВЧ-мощность, а мощность низкой частоты уменьшается до такого значения, чтобы разность температур осталась прежней.

Рассмотренные поточные калориметры применяют для абсолютных измерений прежде всего больших уровней мощностей. В сочетании с калиброванными направленными ответвителями они служат для градуировки измерителей средней и малой мощности. Имеются конструкции поточных калориметров и для непосредственных измерений средних и малых мощностей. Время измерений не превышает нескольких минут, а погрешность измерений может быть доведена до 1 — 2%.

Среди калориметрических ваттметров для измерения мощности непрерывных колебаний, а также среднего значения мощности импульсно-модулированных колебаний отметим приборы МЗ–11А, МЗ–13 и МЗ–13/1, которые перекрывают диапазон измеряемых мощностей от 2 кВт до 3 МВт на частотах до 37,5 ГГц.

Контрольные вопросы

  1. Назовите основные методы измерения мощности.
  2. В чем заключается принцип калориметрического метода измерения мощности?
  3. Расскажите про методы измерения мощности на высоких и сверхвысоких частотах.
  4. Расскажите, как устроен калориметр, в котором используется метод сравнения мощности СВЧ и постоянного тока.

Измерение мощности трехфазной сети. Измерение активной мощности и энергии в трехфазных цепях

Ваттметр состоит из двух катушек: неподвижной 1, состоящей из небольшого числа витков толстой проволоки, и подвижной 2, состоящей из большого числа витков тонкой проволоки. При включении ваттметра ток нагрузки проходит через неподвижную катушку, последовательно включенную в цепь, а подвижная катушка включается параллельно потребителю. Для уменьшения потребляемой мощности в параллельной обмотке н уменьшения веса подвижной катушки последовательно с ней включается добавочное сопротивление 3 из манганина. В результате взаимодействия магнитных полей подвижной и неподвижной катушек возникает момент вращения, пропорциональный токам обеих катушек:


т. е. вращающий момент прибора пропорционален мощности, потребляемой в цепи.

Чтобы стрелка прибора отклонялась от нуля вправо, необходимо ток через катушку пропускать в определенном направлении.

Для этого два зажима, указывающие начала обмоток, обозначаются знаком * и электрически соединяются. На шкале ваттметра указываются номинальный ток и номинальное напряжение прибора. Так, например, если на шкале прибора обозначено 5 А и 150 В, то прибор может измерять мощность до 750 Вт. Шкалы некоторых ваттметров градуированы в делениях. Если, например, ваттметр на 5 А и 150 В имеет 150 делений, то цена деления, или постоянная ваттметра, равна 750: 150 = 5 Вт/дел.

Кроме электродинамических ваттметров, для измерения мощности в цепях постоянного тока употребляются также ваттметры ферродинамической системы.

2. Однофазный переменный ток. При включении электродинамического ваттметра в цепь переменного тока магнитные поля подвижной н неподвижной катушек, взаимодействуя между собой, вызовут поворот подвижной катушки. Мгновенный момент вращения подвижной часги прибора пропорционален произведению мгновенных значений токов в обеих катушках прибора. Но вследствие быстрых изменений токов подвижная система не сможет следовать за этими изменениями и момент вращения прибора будет пропорционален средней или активной мощности Следовательно, по углу поворота подвижной части ваттметра можно судить о величине активной мощности, потребляемой цепью.

Для измерения мощности переменного тока пользуются также ваттметрами индукционной системы. На фиг. 362 показана схема включения индукционного ваттметра с вращающимся маг-нитным полем. Последовательная обмогка 1-1, состоящая из небольшого числа витков толстой проволоки, располагается на двух противоположных полюсных выступах и включена последовательно в цепь. Параллельная обмотка 2-2 ваттметра, состоящая из большого числа витков тонкой проволоки, располагается на двух отдельных полюсных выступах. Последовательно с обмоткой 2-2 включается индуктивное сопротивление 3, служащее для полу-

Чения угла сдвига 90° между ее напряжением и током. Тем самым при чисто активной нагрузке получаем сдвиг на угол 90° между токами в последовательной и параллельной обмотках, что является необходимым условием создания вращающегося магнитного поля. При включении прибора это поле, пересекая алюминиевый цилиндр 4, индуктирует в нем вихревые токи, которые, взаимодействуя с полем, создают вращающий момент, воздействующий на подвижную часть прибора. Угол поворота ее при любой нагрузке будет пропорционален активной мощности, потребляемой цепью:

Принципиальная схема индукционного ваттметра с бегущим полем была дана на фиг. 335.

При измерении ваттметром мощности в сетях низкого напряжения с большими токами применяют трансформаторы тока. Для уменьшения разности потенциалов между обмотками ваттметра первичная и вторичная цепи трансформатора тока имеют общую точку. Вторичная обмотка трансформатора не заземляется, так как это означало бы заземление одного провода сети.

Для определения мощности сети Р 1 в этом случае нужно показание ваттметра P 2 умножить на коэффициент трансформации трансформатора тока :

В сетях высокого напряжения при измерении мощности используются измерительные трансформаторы напряжения н тока (фиг. 363).

Так, например, если к ваттметру установлены трансформатор напряжения 6000/100 В и трансформатор тока 150/5 А, а ваттметр показал 80 Вт, то мощность сети будет:

При включении ваттметров (счетчиков) через измерительные

Трансформаторы нужно присоединять эти приборы так, чтобы по обмоткам их проходили токи в том же направлении, как если бы они были непосредственно включены в сеть.

Кроме ваттметра, мощность однофазного переменного тока можно определить по показаниям трех приборов: амперметра, вольтметра и фазометра согласно формуле:

3. Трехфазный переменный ток. При равномерной нагрузке трехфазной системы для измерения мощности пользуются одним однофазным ваттметром, включенным по схеме, показанной на фиг. 364 (а — для соединения звездой; б — для соединения треугольником). По последовательной обмотке ваттметра в этом случае протекает фазный ток, а параллельная обмотка включена к фазному напряжению. Поэтому ваттметр покажет мощность одной фазы. Для получения мощности трехфазной системы нужно показание однофазного ваттметра умножить на три.

При неравномерной нагрузке в четырехпроводной сети трехфазного тока для измерения мощности применяется схема трех ваттметров (фиг. 365). Каждый однофазный ваттметр измеряет мощность одной фазы. Для получения мощности трехфазной системы необходимо взять сумму показаний трех ваттметров.

При переменной нагрузке трудно получить одновременный отсчет показаний трех ваттметров. Кроме того, три однофазных ваттметра занимают много места. Поэтому часто применяют один трехэлементный трехфазный ваттметр, представляющий собой соединение в одном приборе трех однофазных ваттметров.


У трехэлементного электродинамического ваттметра три подвижные параллельные катушки насажены на одну ось, связанную со стрелкой, и общий момент, полученный в результате сложения механических усилий каждой катушки, будет пропорционален мощности, потребляемой в трехфазной сети. В других конструкциях подвижные катушки, расположенные в разных местах, связаны между собой гибкими лентами и передают суммарное усилие на ось со стрелкой.

Активную мощность трехфазной сети при равномерной нагрузке можно определить

При помощи трех приборов: амперметра, вольтметра и фазометра по формуле:

Мощность трехпроводной трехфазной сети при любой нагрузке (равномерной или неравномерной), независимо от способа соединения потребителя (звездой или треугольником), может быть измерена по схеме двух ваттметров.

По первому закону Кирхгофа сумма мгновенных значений токов всех трех фаз равна нулю:


Полученное уравнение показывает, что один из ваттметров надо включить так, чтобы по его токовой катушке протекал ток первой фазы, а катушка напряжения находилась бы под разностью напряжений первой и второй фаз; другой ваттметр следует включить так, чтобы по его токовой катушке протекал ток третьей фазы, а катушка напряжения находилась бы под разностью напряжений третьей и второй фаз.

Сложив показания обоих ваттметров, получим мощность всех трех фаз.

На фиг. 366 показаны три варианта схемы двух ваттметров.

Из схем на фнг. 366 видно, что последовательные обмотки ваттметров включают в любые два линейных провода сети. Начала параллельных обмоток каждого ваттметра подключаются к тому же проводу, в который включена последовательная обмотка ваттметра. Концы параллельных обмоток подключаются к третьему линейному проводу.

При равномерной активной нагрузке (=1) показания ваттметров равны между собой. При не равном единице, показания ваттметров не будут равны. При равном = 0,5, один из ваттметров покажет нуль. При меньшем 0,5, стрелка этого прибора начнет отклоняться влево. Чтобы получить показание прибора, необходимо переключить концы его последовательной или параллельной обмотки.

Для измерения активной мощности трехфазной системы по показаниям двух ваттметров нужно складывать их показания или вычитать из показания одного ваттметра показание другого ваттметра, которое было отрицательным. Схема измерения мощности двумя ваттметрами с помощью измерительных трансформаторов напряжения и тока дана на фиг. 367.

Удобнее измерять мощность при помощи трехфазного ваттметра, в котором совмещены два прибора, включенные по схеме двух ваттметров и действующие на одну общую ось, с которой связана стрелка.


В сетях высокого напряжения трехфазный ваттметр включается при помощи измерительных трансформаторов напряжения и тока.

Постоянный ток . Из формулы мощности постоянного тока

видно, что определение мощности может быть произведено путем умножения показаний амперметра и вольтметра. Однако на практике измерение мощности обычно производится при помощи специальных приборов — ваттметров. Ваттметр (рис. 230) состоит из двух катушек: неподвижной 1, состоящей из небольшого числа витков толстой проволоки, и подвижной 2, состоящей из большого числа витков тонкой проволоки. При включении ваттметра ток нагрузки проходит через неподвижную катушку, последовательно включенную в цепь, а подвижная катушка включается параллельно потребителю. Для уменьшения потребляемой мощности в параллельной обмотке и уменьшения веса подвижной катушки последовательно с ней включается добавочное сопротивление 3 из манганина. В результате взаимодействия магнитных полей подвижной и неподвижной катушек возникает момент вращения, пропорциональный токам обеих катушек:

M = c 1 I 1 I 2 .

Ток параллельной обмотки I 2 при постоянном сопротивлении параллельной цепи пропорционален напряжению цепи. Отсюда

M = c 2 I 1 U = c 2 P,

т. е. вращающий момент прибора пропорционален мощности, потребляемой в цепи.

Чтобы стрелка прибора отклонялась от нуля вправо, необходимо ток через катушку пропускать в определенном направлении.

Для этого два зажима, указывающие начала обмоток, обозначаются знаком * и электрически соединяются. На шкале ваттметра указываются номинальный ток и номинальное напряжение прибора. Так, например, если на шкале прибора обозначено 5 а и 150 в, то прибор может измерять мощность до 750 вт. Шкалы некоторых ваттметров градуированы в делениях, Если, например, ваттметр на 5 а и 150 в имеет 150 делений, то цена деления, или постоянная ваттметра, равна 750:150 = 5 вт/дел. Кроме электродинамических ваттметров, для измерения мощности в цепях постоянного тока употребляются также ваттметры ферродинамической системы.

Однофазный переменный ток . При включении электродинамического ваттметра в цепь переменного тока магнитные поля подвижной и неподвижной катушек, взаимодействуя между собой, вызовут поворот подвижной катушки. Мгновенное значение момента вращения подвижной части прибора пропорционально произведению мгновенных значений токов в обеих катушках прибора.

Момент вращения прибора пропорционален средней, или активной, мощности Р = U ⋅ I cos φ. По углу поворота подвижной части ваттметра можно судить о величине активной мощности, потребляемой цепью.

Для измерения мощности переменного тока пользуются также ваттметрами ферродинамической системы.

При измерении ваттметром мощности в сетях низкого напряжения с большими токами применяют трансформаторы тока.

Для определения мощности сети P 1 в этом случае нужно показание ваттметра Р 2 умножить на коэффициент трансформации трансформатора тока k T:

В сетях высокого напряжения при измерении мощности используются измерительные трансформаторы напряжения и тока (рис. 231). Для получения мощности сети Р 1 нужно показание ваттметра Р 2 умножить на произведение коэффициентов трансформации трансформаторов напряжения и тока:

P 1 = P 2 k н k T .

Так, например, если ваттметр включен через трансформатор напряжения 6000/100 в и трансформатор тока 150/5 а и ваттметр показал 80 вт, то мощность сети будет

P 1 = 80 ⋅ 6000 / 100 ⋅ 150 / 5 = 144000 вт = 144 квт.

При включении ваттметров (счетчиков) через измерительные трансформаторы нужно присоединять эти приборы так, чтобы по обмоткам их проходили токи в том же направлении, как если бы они были непосредственно включены в сеть.

Кроме ваттметра, мощность однофазного переменного тока можно определить по показаниям трех приборов: амперметра, вольтметра и фазометра — согласно формуле

Трехфазный переменный ток . При симметричной нагрузке трехфазной системы для измерения мощности пользуются одним однофазным ваттметром, включенным по схеме, показанной на рис. 232 (а — для соединения звездой; б — для соединения треугольником). По последовательной обмотке ваттметра в этом случае протекает фазный ток, а параллельная обмотка включена на фазное напряжение. Поэтому ваттметр покажет мощность одной фазы. Для получения мощности трехфазной системы нужно показание однофазного ваттметра умножить на три.


При несимметричной нагрузке в четырехпроводной сети трехфазного тока для измерения мощности применяется схема трех ваттметров (рис. 233). Каждый однофазный ваттметр измеряет мощность одной фазы. Для получения мощности трехфазной системы необходимо взять сумму показаний трех ваттметров.

При переменной нагрузке трудно получить одновременный отсчет показаний трех ваттметров. Кроме того, три однофазных ваттметра занимают много места. Поэтому часто применяют один трехэлементный трехфазный ваттметр, представляющий собой соединение в одном приборе трех однофазных ваттметров. У трехэлементного электродинамического ваттметра три подвижные параллельные катушки насажены на одну ось, связанную со стрелкой, и общий момент, полученный в результате сложения механических усилий каждой катушки, будет пропорционален мощности, потребляемой в трехфазной сети. В других конструкциях подвижные катушки, расположенные в разных местах, связаны между собой гибкими лентами и передают суммарное усилие на ось со стрелкой.

Активную мощность трехфазной сети при равномерной нагрузке можно определить при помощи трех приборов: амперметра, вольтметра и фазометра — по формуле

P = √3 UI cos φ,

где U и I — линейные напряжения и ток;

φ — угол сдвига между фазным напряжением и током.

Мощность трех проводной трехфазной сети при любой нагрузке (равномерной или неравномерной) независимо от способа соединения потребителей (звездой или треугольником) может быть измерена по схеме двух ваттметров.

По первому закону Кирхгофа, сумма мгновенных значений токов всех трех фаз равна нулю:

i 1 + i 2 + i 3 = 0,

i 2 = — i 1 — i 3 .

Мгновенная мощность трехфазной системы будет

p = i 1 u 1 + i 2 u 2 + i 3 u 3 ,

где u с индексами — мгновенные значения фазных напряжений.

Подставляя в последнее выражение значение тока i 2 , получим

p = i 1 u 1 — i 1 u 2 — i 3 u 2 + i 3 u 3 ,

p = i 1 (u 1 — u 2) + i 3 (u 3 — u 2).

Полученное уравнение показывает, что один из ваттметров надо включить так, чтобы по его токовой катушке протекал ток первой фазы, а катушка напряжения находилась бы под разностью напряжений первой и второй фаз; другой ваттметр следует включить так, чтобы по его токовой катушке протекал ток третьей фазы, а катушка напряжения находилась бы под разностью напряжений третьей и второй фаз.

Сложив показания обоих ваттметров, получим мощность всех трех фаз.

На рис. 234, а — в показаны три варианта для схемы двух ваттметров.


На схемах видно, что последовательные обмотки ваттметров включают в любые два линейных провода сети. Начала параллельных обмоток каждого ваттметра подключаются к тому же проводу, в который включена последовательная обмотка ваттметра. Концы параллельных обмоток подключаются к третьему линейному проводу.

При симметричной активной нагрузке и cos φ = 1 показания ваттметров равны между собой. При cos φ, не равном единице, показания ваттметров не будут равны. При cos φ, равном 0,5, один из ваттметров покажет нуль. При cos φ меньшем 0,5, стрелка этого прибора начнет отклоняться влево. Чтобы получить показание прибора, необходимо переключить концы его последовательной или параллельной обмотки.

Для измерения активной мощности трехфазной системы по показаниям двух ваттметров нужно складывать их показания или вычитать из показания одного ваттметра показание другого ваттметра, которое было отрицательным. Схема измерения мощности двумя ваттметрами с помощью измерительных трансформаторов напряжения и тока дана на рис. 235.

Удобнее измерять мощность при помощи трехфазного ваттметра, в котором совмещены два прибора, включенные по схеме двух ваттметров и действующие на одну общую ось, с которой связана стрелка. В приборах электродинамической и ферродинамической системы две подвижные катушки, расположенные на одной оси или связанные гибкими лентами, вращают одну ось. В приборах индукционной системы два элемента вращают два диска, сидящие на одной оси, или два элемента действуют на один диск. Схема включения двухэлементного трехфазного ваттметра дана на рис. 236.

В сетях высокого напряжения трехфазный ваттметр включается при помощи измерительных трансформаторов напряжения и тока.

При симметричной трехфазной нагрузке довольно найти мощность Р ф, потребляемую в одной фа­зе, потому что измеряемая мощность трехфазной нагрузки Р = ЗР Ф. Простые условия для такового измерения имеются, когда нагрузка соединена звездой с доступной нулевой точкой. В этих случаях цепь тока ваттметра врубается после­довательно с одной из фаз нагрузки (рис. 1), а цепь напряже­ния ваттметра врубается на напряжение той фазы, ток которой проходит через ваттметр. Если нулевая точка недоступна либо нагрузка соединена по схеме треугольника, применяется искусственная нулевая точка. Так именуется нулевая точка звезды, образованной из сопротивления цепи напряжения ваттметраr n .вт и 2-ух других равных ему дополнительных сопротивлений: r в иr c (рис. 2). При правиль­ном соединении с искусственной нулевой точкой цепь напряжения

ваттметра находится под фазным напряжением и через ватт­метр проходит фазный ток. В таких критериях ваттметр определяет фазную мощность Р ф и мощность трехфазной нагрузки снова определяется средством умножения показания ваттметра на 3. Обычно завод-изготовитель снабжает ваттметр искусственной нулевой точкой для измерения в трехфазных системах.
Измерения мощности в трехфазных трехпроводных системах при несимметричной нагрузке почти всегда выполня­ются по методу 2-ух ваттметров (рис. 3). Специфичной осо­бенностью этого метода будет то событие, что не только лишь при несимметричной, но даже пр,и симметричной нагруз­ке показания 2-ух ваттметров почти всегда не равны, а показания 1-го из ваттметров могут стать отрицательными. Мощность трехфазной системы в данном случае приходится опре­делять как алгебраическую сумму показаний 2-ух ватт­метров.

Справедливость такового метода доказывается на основании уравнений моментальной мощности, выраженной через секундные значения напряжений и токов. Моментальная мощность хоть какой фа­зы равна произведению моментальных значений фазных напряже­ний и тока, а моментальная мощность трехфазной системы равна сумме моментальных фазных мощностей. К примеру, при соедине­нии звездой

Р = u A i A + u В i В + u C i C

Но согласно первому закону Кирхгофа при соединении звездой без нулевого провода

i A + i В + i C и, как следует,

i C = – ( i A + i В ) =0

Подставив это значение в уравнение мощности, получим:

p = (u A — u C) i А + (u В и с ) i В

Разность фазных напряжений равна соответственному линей­ному напряжению:

u A u C = u AC , u В — и с = u В C на основании чего

p = u AC i А + u В C i В

Как следует, мощность трехфазной системы может быть

выражена суммой 2-ух произведений, а эти

два произведения могут быть измерены двумя ваттметрами,

включенными в согласовании со схемой метода (рис. 3).

Рис. 3 Схема метода 2-ух ваттметров

Нет нужды особо обосновывать справедливость метода 2-ух ваттметров для соединения треугольником, потому что при опреде­ленных значениях линейных напряжений и токов мощность не находится в зависимости от метода соединения нагрузки.

Отметим своеобразную особенность методов 2-ух ваттмет­ров: система линейных напряжений в обычной последова­тельности обозначается и АВ , и вс, и СА, а в уравнение этого спо­соба заходит напряжение и АС. Такая перестановка индексов обо­значает, что по отношению к первому ваттметру необходимо поменять фазу напряжения на 180°. Для этого довольно соединить «на­чало» (зажим со знаком звездочки) цепи напряжения первого ваттметра с проводом А, а «конец» этой цепи (зажим, у кото­рого обозначено номинальное напряжение) с проводом С.

Рассредотачивание мощности трехфазной системы меж показа­ниями 2-ух ваттметров зависит приемущественно от величины и знака сдвига фаз ср. Проследим эту зависимость в простом случае при симметричной нагрузке. Если заместо моментальной мощ­ности в уравнение (101) подставить активную (среднюю) мощ­ность трехфазной системы, то нужно поменять секундные значения напряжения и токов действующими и ввести в уравне­ние косинусы сдвигов фаз меж надлежащими напряже­ниями и токами. Таким макаром, уравнение мощности воспримет последующий вид:

р = р 1 + р 2 = u AC i А cos ф 1 + и вс i В cos ф 2

При симметричной нагрузке по величине линейные токи

i А = i В = I л

равны меж собой так же, как и линейные напряжения

u AC = и вс = и л

Рис, 4 Векторная диаграмма к методу 2-ух ваттметров

На рис. 4 построена векторная диаграмма трехфазной си­стемы, на которой вектор u AC построен равным по величине и обратным по направлению и СА

На основании этой диаграммы угол сдвига фаз меж век­торами u AC и i А и угол сдвига фаз ф 2 меж векторами и вс и i В будут соответственно ф 1 = ф – 30 о и ф 2 = ф + 30 о. Как следует, показания 2-ух ваттметров, составляющие мощность трехфазной системы, выразятся последующим образом:

р = р 1 + р 2 = и л I л cos ( ф – 30 о) + и л I л cos ( ф + 30 о)

Это выражение указывает, что при симметричной нагрузке показания ваттметров равны только при ф = 0. Если же ф >60 о то стрелка второго ваттметра отклоняется за нуль шкалы, а что­бы отсчитать в таких критериях показание второго ваттметра, необходимо переключить (т. е. поменять местами в схеме) зажимы цепи напряжения прибора. Нередко для из­менения фазы тока на 180° в цепи напря­жения в корпус ваттметра встраивается особый тумблер. Показания второго ваттметра после переключения следует считать отрицательными и, что­бы найти мощность трехфазной ус­тановки, необходимо эти показания вычитать из показаний первого ваттметра.

Для измерения мощности в трехфазных четырехпроводных системах простым является метод 3-х ваттметров. В любой из линейных проводов врубается цепь тока 1-го из ваттметров, а цепь напряжения каждого из ваттметров вклю­чается меж подходящим линейным проводом и нулевым проводом системы (рис. 5).

Рис, 5 Схема 3-х ваттметров

При таком соединении любой из ваттметров определяет мощ­ность одной фазы системы. Как следует, активная мощность всей трехфазной системы будет равна обычный сумме показаний 3-х ваттметров:

р = р 1 + р 2 + р 3

В промышленных установках на распределительных щитах обширно используются ваттметры трехфазного тока. Они представляют собой два (для трехпроводной системы) либо три (для четырехпроводной системы) измерительных механизма, связанных общей осью и таким методом воздействующих на общую стрелку. Эти измерительные механизмы врубаются в трехфаз­ную цепь соответственно методу 2-ух ваттметров либо методу 3-х ваттметров.

30.Методы измерения активной мощности в цепях переменного тока

Измерение активной мощности в однофазных цепях переменного тока производится электродинамическим или ферродинамическим ваттметром аналогично измерению мощности в цепи постоянного тока: токовая обмотка ваттметра включается в рассечку фазного провода, а обмотка напряжения между фазой и нулем

Измерение мощности методом одного прибора — это метод применяется для измерения активной мощности в симметричных трехфазных цепях.


Если нулевая точка не доступна, то применяется схема включения ваттметра с искусственной нулевой точкой. Иск..нул..точ. создается с помощью двух резисторов, сопротивление каждого из которых равно сопротивлению обмотки напряжения ваттметра

Измерение мощности методом двух приборов — применяется при измерении мощности в трехфазной трехпроводной цепи с помощью двух одноэлементных ваттметров.


И

змерение мощности методом трех приборов- применяется при измерении мощности в трехфазной четырехпроводной цепи (при этом используются три одноэлементных ватметра


31. Методы измерения реактивной мощности в цепях переменного тока

Для измерения реактивной мощности применяются приборы электродинамической или ферродинамических систем у которых угол поворота подвижной части пропорционален не cos, а sin, такие приборы называются ваттметры. Однако для измерения реактивной мощности в трехфазных цепях могут быть применены обычные ватметры, если они включены по схемам замещенным напряжением.

Правило включения ваттметра для измерения реактивной мощности:

1.Токовая обмотка ватметрат включается также, как и при изменении активной мощности.

2. Обмотка напряжения включается на напряжение, которое отставало бы на 90 от напряжения подаваемого на обмотку напряжения при изменении активной мощности.

И

змерение реактивной мощности методом одного прибора — используется при включении обычного однофазного электродинамического или феродинамического ваттметра, предназначенного для измерения активной мощности, в трехфазную трех- или четырехпроходную цепь.

Измерение реактивной мощности методом двух приборов- применяется в трехфазной трехпроводной цепи как при симметрии,так и при асимметрии токов.


И

змерение реактивной мощности методом трех приборов- применяется в трехфазных четырехпроводных цепях как при симметрии, так и при асимметрии токов.

.


Метод фигур Лиссажу. Этот метод используется для измерения частоты синусоидальных напряжений. На один из входов (например, на вход канала У) подается

32. Измерение электрической энергии. Однофазный индукционный счетчик. Схемы включения. Принцип действия.

Измерение активной и реактивной энергии в однофазных и трехфазных, трехпроводных и четырехпроводных цепях переменного тока можт быть проведено с помощью специальных интегрирующих электроизмерительных приборов- однофазных и трехфазных электрических счетчиков.

В тех. лит. элект. Счетчики, предназначенные для учета энергии в однофазных цепях переменного тока, называют однофазными счетчиками.

В качестве вращающего элемента однофазного счетчика используется индукционный измерительный механизм. Принцип действия механизма основан на взаимодействии двух или нескольких переменных магнитных потоков с токами, индуцированными или в подвижном алюминиевом диске.


33. Моменты, действующие на диск однофазного индукционного счетчика.

Вращающий момент М равен:

Где Ф1 и Ф2-потоки, пересекающие алюминиевый диск; f-частота измерения потоков Ф1 и Ф2; φ-угол фазового сдвига между потоками Ф1 и Ф2.

    Для создания вращающего момента необходимо не менее двух составляющих одного потока, имеющих фазовый сдвиг и смещенных в пространстве.

    Вращающий момент достигает своего значения, когда фазовый сдвиг между потоками Ф1 и Ф2 равен 90 (sinψ=1)

    Вращающий момент зависит от частоты измерения потоков Ф1 и Ф2.

Момент трения величина переменная, зависящая от угловой скорости вращения диска. Компенсационный момент при измененном значении напряжения является величиной постоянной, следовательно равенство компенсационного момента и момента трения наступает только при одной вполне определенной нагрузке. В ходе эксплуатации счетчика бывают случаи когда компенсационный момент, превышает момент трения, как правило, при малой нагрузке, итогда диск счетчика начинает вращаться под действием компенсационного момента даже если I→0, тоесть когда потребитель энергию не расходует, такое явление называется самоходом счетчика.

Вращение диска счетчика под действием напряжения приложенного к зажимам параллельной цепи и при отсутствии тока в последовательной наз. самоходом. Для устранения самохода на оси диска прикрепляется крючок из ферромагнитного материала. Флажок позиция 11 намагничивается по токам магнитным создающим компенсационный момент и притягивает крючок устраняя тем самым самоход

34. Измерение фазового сдвига. Электромеханические фазометры. Осциллографические методы измерения фазового сдвига.


Электромеханические фазометры, Электродинамические и ферродинамические логометры могут быть исполь­зованы для построения фазометров (как показывающих, так и самопишущих), предназначенных для измерения фазового сдвига между напряжением и током в нагрузке и коэффициента мощности.

На основе электродинамических механизмов возмож­но построение фазометров для измерения соsφ и в трех­фазных цепях переменного тока. По принци­пу действия он подобен однофазному фазометру, но необходимые фазовые сдвиги между токами в обмотках рамок подвижной части прибора можно получить более просто, используя 120-градусные сдвиги между напряже­ниями и токами трехфазной цепи. Такой прибор дает правильные показания в трехфазной цепи с симмет­ричными напряжениями и токами. В случае несимметрич­ной трехфазной цепи можно говорить лишь о разности фаз между током и напряжением в каждой фазе.

Осциллографические методы измерения фазы. Метод линейной развертки предполагает применение двухлучевого осциллографа или однолучевого осцилло­графа с электронным коммутатором. В этом случае на эк­ране осциллографа создается изображение двух напряжений, фазовый сдвиг между которыми необходимо измерить. Если напряженияU1 и U2 на вход Y осциллографа подаются через электронный коммутатор, то изображения создаются штриховыми линиями.

Метод эллипса используется для измерения фазового сдвига между синусоидальными напряжениями. Напря­жения U1 и U2 подаются на входы каналов У и X (канал X работает в режиме усиления сигнала и 2 ). На экране осциллографа получается изображение эллипса


Метод эллип­са позволяет измерятьв пределах 0-90° без определе­ния знака фазового угла.

34. Измерение частоты. Электромеханические частотомеры. Осциллографические методы измерения частоты.

Электромеханические частотомеры . Эти приборы ис­пользуются для измерения частот в диапазоне 20- 2500 Гц в основном в энергетических цепях и выполняют­ся на основе электромагнитных и электродинамических (ферродинамических) механизмов.


Электрическая схема электродинамического частотомера на основе логометрического механизма и векторная диаграмма токов приведены на рис.

Метод фигур Лиссажу. Этот метод используется для измерения частоты синусоидальных напряжений. На один из входов (например, на вход канала У) подается напря-

Вопрос 3. Измерение мощности ваттметрами с применением измерительных трансформаторов тока и напряжения в однофазных и трехфазных цепях. Начертить схемы включения. Погрешности измерений электроэнергии

Похожие главы из других работ:

Выбор схем распределительных устройств

9. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Измерение мощности и энергии

2. Измерение мощности и энергии в цепях постоянного и однофазного тока

Измерение мощности электрических сигналов

3.1 Измерение мощности СВЧ — колебаний ваттметрами поглощающего типа

Измерение мощности СВЧ-колебаний резистивными термочувствительными элементами. Наиболее распространенным методом измерения малых мощностей, на котором построены промышленные ваттметры…

Измерение мощности электрических сигналов

3.2 Измерение мощности СВЧ-колебаний ваттметрами проходящей мощности

Под проходящей мощностью Рпр понимают разность мощностей падающей Рпад и отраженной Ротр электромагнитных волн: Рпр = Рпад + Ротр. (9) Измерение мощности с помощью направленных ответвителей…

Информационно-измерительная система технического учета электроэнергии

1.1.2 Измерение активной мощности в трехфазных цепях

В трехфазной системе независимо от схемы соединения нагрузки (треугольником или звездой) мгновенное значение мощности P системы равняется сумме мгновенных значений мощности отдельных фаз: …

Информационно-измерительная система технического учета электроэнергии

1.1.4 Измерение мощности в цепях переменного тока на повышенных и высоких частотах

В цепях переменного тока повышенной и высокой частот проводят прямые и косвенные измерения мощности. В ряде случаев косвенные измерения предпочтительнее, так как проще измерять напряжение, ток и сопротивление, чем мощность…

Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока

2. Анализ электрического состояния линейных электрических цепей переменного тока: однофазных, трехфазных. Исследование переходных процессов в электрических цепях

Основы расчетов на проектирование подстанций

2.2 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Перечень необходимых измерительных приборов выбираем по таблице 4.11 [4]. Для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке, пользуясь схемой включения и каталожными данными приборов…

Проектирование понизительной подстанции 110/6.3 кВ

6.4 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Выбор трансформаторов тока На стороне ВН тип трансформаторов тока определяется типом выключателя. ТТ также имеются на вводах силового трансформатора…

Проектирование электрической подстанции

6. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Перечень необходимых измерительных приборов выбираем по таблице 4.11 [4]. Для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке, пользуясь схемой включения и каталожными данными приборов…

Разработка оптимального варианта понизительной подстанции для электроснабжения промышленных и гражданских потребителей городского района

6.8 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Выбор измерительных трансформаторов тока. Коэффициенты трансформации трансформаторов тока выбираются по максимальному рабочему току нагрузки: (59) Где номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А…

Разработка электротехнических решений для ГАЭС, установленной мощностью 200 МВт

9.2 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Выбор измерительных трансформаторов тока (ТТ) производится по следующим условиям: — выбор по уровню изоляции, — выбор по номинальному току, — выбор по току в утяжеленном режиме, — проверка по динамической стойкости…

Расчёт токов короткого замыкания и выбор трансформаторов тока

2.1 Выбор схемы включения трансформаторов тока

Чтобы включать измерительные приборы или реле через трансформаторы тока, используются различные схемы соединения их вторичных обмоток. Соединение в «полную звезду» применяют для включения приборов при значительно неравномерной нагрузке фаз…

Реконструкция внешнего электроснабжения организации

2.2.5 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Измерительным трансформатором тока называют трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значения, удобного для измерения, и выполненный так…

Электрические измерения и приборы

1.8 Измерение мощности в цепях постоянного и однофазного переменного тока ваттметрами

В цепях постоянного тока для измерения мощности применяются лишь электродинамические ваттметры, а в цепях однофазного тока применяются как электродинамические ваттметры (в качестве лабораторных приборов классов 0,2 и 0…

«Измерение активной мощности переменного тока. Схемы включения ваттметров. Измерение реактивной мощности переменного тока. Схемы включения приборов»

МДК 02.01. Организация и технология проверки электрооборудования

Тема урока: Измерение активной мощности переменного тока. Схемы включения ваттметров. Измерение реактивной мощности переменного тока. Схемы включения приборов

Цель урока: 1) ознакомить уч-ся с особенностями измерения активной и реактивной мощности

2)развивать умение читать схемы электрические

ПЛАН УРОКА

1.      Организационный этап:

·         Проверка явки учащихся;

·         Проверка готовности учащихся к уроку;

·         Формулировка целевых установок и плана работы.

2.      Этап проверки домашнего задания:

·         По какой формуле считают мощность электрического тока

·         УГО и назначение ваттметров

·         Что понимают под активной мощностью? В каких единицах она измеряется?

·         Что понимают под реактивной мощностью? В каких единицах она измеряется?

·         Что понимают под полной  мощностью? В каких единицах она измеряется?

3.      Подготовка учащихся к работе на основном этапе (вопросы и формы повторения изученного материала):

·         В цепи постоянного тока мощность может быть подсчитана по показаниям амперметра и вольтметра P=IU

·         В цепи переменного тока мощность зависит от напряжения, тока и косинуса сдвига фаз между ними P=IUcos, Q = IUsin,  полная мощность S =IU — ВА

·     Мощность трехфазной цепи вычисляют по формуле P= IUcos

4.      Этап изучения нового материала (краткое содержание и последовательность изложения, применение наглядности, справочной и дополнительной лит/ры и  др.) – электронный учебник стр.12:

4.1. В цепи однофазного переменного тока мощность измеряют непосредственно с помощью электродинамического ваттметра или косвенно методом амперметра и вольтметра. Схема включения приборов показана на рис. 1.

Зная напряжение U, приложенное к нагрузке, силу тока I, проходящего по ней, и угол сдвига фаз  между током и напряжением, можно определить активную, реактивную и полную мощность:

 Р = Wcos; Q = UIsin; S =UI.
    Угол  или cos определяют с помощью фазометра.

 При отсутствии фазометра полную мощность находят по показаниям вольтметра и амперметра: S = UI. С помощью ваттметра измеряют активную мощность, отсюда: cos = Р/S;  = arccosP/S\ Q = UIsin.
При включении вольтметра в измеряемую цепь учитывают полярность его выводов (начала токовой обмотки и обмотки напряжения). При равномерной нагрузке мощность в трехфазной сети можно измерить одним ваттметром. Схемы измерения для трехфазной четырехпроводной и трехпроводной сетей показаны на рис. 14, а, б. Когда нулевая точка сети недоступна, создается искусственная нулевая точка, при этом сопротивления должны быть равны:


 

Рис 1. Схема включения приборов для измерения мощности:
Rн — резистор нагрузки, Rд — добавочный резистор к обмотке напряжения ваттметра

Рис. 2. Схемы включения ваттметров дли измерения активной мощности
трехфазного тока  а — непосредственное, б — с добавочным резистором

Рис. 3. Схемы включения двух ваттметров для измерения мощности трехфазного тока

RдA = RдВ = RдС. Мощность определяют суммированием показаний всех трех ваттметров.
     Для измерения мощности цепи трехфазного тока чаще всего используют два ваттметра как при симметричной, так и несимметричной загрузке фаз.

 Три равноценных варианта включения ваттметров при измерении активной мощности показаны на рис. 3. Активную мощность определяют как сумму показаний двух ваттметров. Реактивную мощность в трехфазной цепи при равномерной загрузке всех трех фаз можно измерить с помощью одного ваттметра (рис. 4, а). Для получения полной реактивной мощности показания одного ваттметра умножают на 3. При равномерной и неравномерной нагрузке реактивную мощность в трех- и четырехпроводной сети определяют с помощью трех ваттметров (рис. 4,6):

Рис 4. Схемы измерения реактивной мощности в трехфазной сети: а — с помощью одного ваттметра, б — с помощью трех ваттметров
где РАг,  PBг, РСг — показания ваттметров, включенных соответственно в фазы А, В, С.
    Для измерения мощности в трехфазных цепях с симметричной нагрузкой используют ваттметровые токоизмерительные клещи (рис. 5). Чаще всего их применяют для определения нагрузки трехфазных двигателей М напряжением 380 и 660 В с доступной нейтралью (рис. 17). В процессе измерения охватывают клещами один из подводящих проводов, причем зажим напряжения, отмеченный звездочкой, соединяют с этим проводом, а зажим «220 В» (в цепи 660 В зажим «380 В») — с нейтралью статорной обмотки. Если показания прибора отрицательные, клещи при охвате провода следует повернуть на 180° либо поменять местами провода цепи напряжения.

Рис 5.  Измерение мощности трехфазного двигателя с помощью ваттметровых измерительных клещей

4. Закрепление материала:

Выполнить самостоятельную работу, сформировав таблицу:

Вид мощности

Единица измерения

Формула расчета

Схема  включения ваттметра

Активная

 

 

 

Реактивная

 

 

 

Полная

 

 

 

 

5. ДЗ : Электронный учебник: В. В. Солдаткин, Ю. В. Дурницын, Электромонтажные работы; Кн. 4. Наладка электроустановок (стр. 12-15)

Основы измерения электроэнергии

Основные измерения электрической мощности

Понимание выработки электроэнергии, потери мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим. Ниже приведен обзор основных измерений электрической и механической мощности.

Электрический ток, напряжение и сопротивление

Любое обсуждение электричества неизбежно приводит к электрическому току, напряжению и сопротивлению. Эти концепции показаны ниже на рисунке 1.Электрический ток представляет собой поток самого электричества и измеряется в единицах, называемых амперами (А). Напряжение — это сила, которая заставляет электричество течь, и измеряется в единицах, называемых вольтами (V или U). Сопротивление выражает сложность, с которой протекает электричество, и измеряется в единицах, называемых омами (Ом).

На рисунке ниже эти отношения показаны в виде электрических цепей. В электрической цепи электрический ток проходит через различные типы нагрузки, включая сопротивление, индуктивность и емкость, от положительной полярности источников питания, таких как батареи, а затем возвращается к отрицательной полярности источника питания.Термин «нагрузка» обычно используется для обозначения чего-то, что получает электричество от источника питания и работает (обеспечивает свет, в случае лампочки).


Рисунок 1 – Основные компоненты электрической цепи
Мощность

Электрическая энергия может быть преобразована в другие формы энергии и использована. Например, его можно преобразовать в тепло в электронагревателе, в крутящий момент в двигателе или в свет в люминесцентной или ртутной лампе. В подобных примерах работа, совершаемая электричеством за определенный период времени (или затрачиваемая электрическая энергия), называется электрической мощностью.Единицей электрической мощности является ватт (Вт). 1 ватт эквивалентен работе в 1 джоуль, выполненной за 1 секунду.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов. Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Взяв напряжение и умножив его на соответствующий ток, можно определить мощность.

Мощность постоянного тока (DC)

Постоянный ток или постоянный ток относится к энергосистемам, в которых используется одна полярность напряжения и тока, однако амплитуда может изменяться (циклически или случайным образом).


Рисунок 2. Базовая схема, показывающая напряжение и ток с источником постоянного напряжения
Закон Ома

При расчетах электрических цепей используется ряд формул, но именно закон Ома показывает наиболее фундаментальную зависимость: связь между электрическим током, напряжением и сопротивлением. Закон Ома гласит, что электрический ток течет пропорционально напряжению. Ниже показана формула для выражения отношения между током (I) и напряжением (U).

По этой формуле ток (I) уменьшается с увеличением значения R и, наоборот, ток (I) увеличивается с уменьшением значения R. R здесь представляет собой сопротивление (или электрическое сопротивление). Другими словами, мы видим, что по мере увеличения или уменьшения сопротивления (R) ток течет с меньшей или большей легкостью. Эту формулу можно переписать, как показано ниже. Если известны два значения тока, напряжения и сопротивления, можно получить оставшееся значение.

Мощность постоянного тока (DC) P (Вт) определяется путем умножения приложенного напряжения (U) на ток I (А), как показано выше.В приведенном ниже примере количество электроэнергии, определяемое предыдущим уравнением, извлекается из источника питания и потребляется сопротивлением R (в омах) каждую секунду. По закону Ома мы можем переписать формулу следующим образом:

Электрические цепи постоянного тока поддерживают постоянный ток и напряжение без циклических изменений ни того, ни другого. Таким образом, очень просто получить мощность постоянного тока (P) с результирующей формой волны, показанной ниже.

Мощность переменного тока (AC)

Электропитание, обычно используемое в Японии, работает при напряжении 100 В переменного тока.Эти 100 В представляют собой напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение).

100 В от стенных розеток наблюдаются в виде чистых синусоидальных волн, как показано на рисунке ниже. Мы можем видеть, что полярность меняется циклами, и что напряжения постоянно колеблются. Формы сигналов напряжения переменного тока имеют чистые синусоидальные волны, такие как график на рис. 3, а также множество других волн, таких как искаженные волны, такие как обычные формы, такие как треугольная и прямоугольная волна. Чтобы установить размер этих волн переменного тока и напряжения, нам нужны значения, которые используют тот же стандарт.Поэтому используется среднеквадратичное значение (rms), которое было установлено на основе постоянного тока и напряжения.


Рис. 3. Циклическое изменение полярности напряжения переменного тока в синусоидальной, треугольной и прямоугольной формах
Среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение)

Среднеквадратичное значение чаще всего используется при выражении значений переменного тока и напряжения и измеряется в действующем и среднеквадратичном значениях. В приведенном выше примере 100 В — это напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение).

Простое среднее значение синусоиды равно нулю, поэтому требуется другое уравнение.Вот почему используется среднеквадратичное значение (rms), которое было установлено на основе постоянного тока и напряжения. Он основан на количестве работы, выполняемой определенным количеством постоянного тока и напряжения, и выражает, используя те же значения, что и для постоянного тока и напряжения, величину переменного тока и напряжения, которые выполняют ту же работу.

Если теплотворная способность при подаче напряжения постоянного тока на резистор такая же, как теплотворная способность при подаче переменного тока другой формы волны, то среднеквадратичное значение напряжения переменного тока такое же, как и для напряжения постоянного тока.

Например, теплотворная способность при подаче постоянного напряжения 100 В на резистор 10 Ом такая же, как теплотворная способность при подаче на тот же резистор переменного тока 100 В. Понятие среднеквадратичного значения то же самое для электрического тока.


Рисунок 4. Одинаковая теплота сгорания сигналов постоянного и переменного тока

 

Теплотворная способность относится к количеству выполненной работы, поэтому следующая формула рассчитывает мощность как теплотворную способность.

В качестве примера на следующей диаграмме показаны колебания мощности в зависимости от времени при подаче постоянного тока 1 А и переменного тока 1 А на резистор 10 Ом.


Рис. 5. Зависимость мощности от времени при постоянном и переменном токе

 

Поскольку значение тока при постоянном токе не колеблется, значение мощности остается постоянным и составляет 10 Вт. Однако, поскольку значение тока постоянно колеблется при переменном токе, значение мощности колеблется со временем. То, что эти два типа мощности (теплотворная способность) равны, равнозначно утверждению, что средние значения Pdc и P1 – Pn равны. Это выражается в виде формулы ниже.


 

Здесь резистор (R) постоянный, поэтому им можно пренебречь. Следующее выражает результирующую связь между постоянным током и переменным током.

Делая интервал между I1 и In как можно меньшим в этой формуле, в конечном итоге Irms дает квадратный корень из площади части, заключенной в форму волны, деленной на время. Это выражается в виде формулы ниже.

Важно знать, что постоянный ток в 1 А выполняет такую ​​же работу, как и переменный среднеквадратичный ток в 1 АА.При постоянном и устойчивом постоянном токе вы можете получить значение мощности, просто умножив ток на напряжение.

Однако переменный ток не так прост, как постоянный, из-за разности фаз между током и напряжением. Ниже приведены три типа переменного тока. Как правило, мощность и потребляемая мощность относятся к активной мощности.

Питание в системах переменного тока

Как и в случае постоянного тока, значение мощности (мгновенное значение мощности) в определенный момент времени для переменного тока можно получить путем умножения напряжения и тока для этого момента времени.

При переменном токе, поскольку и ток, и напряжение циклически колеблются, значения мощности также постоянно колеблются. Это показано на следующей диаграмме.

В виде энергии в секунду мощность может быть получена из среднего значения мгновенной энергии, т. е. площади части, заключенной в форму волны, по времени. Формула выглядит следующим образом:

Например, если к резистору приложен ток 1 действ. и напряжение 100 действ., как показано ниже, мощность становится равной 100 Вт при расчете по приведенной выше формуле.

 

При подаче тока и напряжения на резистор результирующие формы сигналов показаны на рис. 6 ниже.


Рисунок 6. Отсутствие разности фаз при чисто резистивной нагрузке

 

Говорят, что ток и напряжение находятся «в фазе» по полярности и времени, когда кривые тока и напряжения проходят через нуль. Ток и напряжение всегда совпадают по фазе, когда нагрузка состоит только из сопротивления.

Когда нагрузка имеет катушку в дополнение к сопротивлению, возникает фазовый сдвиг между сигналами напряжения и тока.Это отставание называется разностью фаз и показано на рисунке 7.


Рисунок 7. Разность фаз для индуктивной и емкостной нагрузки

 

Разность фаз обычно выражается как Φ (фи), а единица измерения — радианы, но часто указывается в градусах. В приведенном ниже примере точка A начинается с точки P и совершает один оборот по окружности O. Расстояние между точкой A и прямой линией, проходящей через центр O и точку P (красная линия) в качестве оси Y и ∠AOP (φ), так как ось X приводит к синусоидальной волне ниже.


Рис. 8. Синусоида с фазой

 

На рис. 9 показана кривая тока и напряжения, сдвинутая по фазе на 60°. При рассмотрении положения на окружности напряжения (u) и тока (i) в соответствии с приведенным выше примером ∠uoi постоянна в каждый момент времени. Угол этого ∠uoi указывает размер разности фаз между напряжением (u) и током (i).


Рисунок 9. Синусоиды напряжения и тока с разностью фаз

 

Три типа нагрузки цепи переменного тока показаны на рисунке 10.Как показано ниже, разность фаз между током и напряжением возникает в зависимости от типа нагрузки.


Рисунок 10. Представление фаз и векторов цепей переменного тока с резистивной, индуктивной или емкостной нагрузкой
 

С фазами ток может отставать по отношению к напряжению или опережать. Ток отстает на 90⁰, когда нагрузка состоит только из индуктивности, и опережает на 90⁰, когда только емкость. Когда существуют все три типа, разность фаз колеблется в соответствии с соотношением размеров каждого компонента.Далее, давайте посмотрим на мощность, когда есть разность фаз между током и напряжением.

Питание переменного тока с разностью фаз

При наличии разности фаз между током и напряжением происходит мгновенное изменение энергии, как показано на рис. 11.

Когда либо ток, либо напряжение равны 0, мгновенная мощность становится равной 0. Когда полярность тока и напряжения меняются местами в промежутках между ними, мгновенная мощность становится отрицательной. Мощность представляет собой среднее значение мгновенной энергии, поэтому мощность становится меньше, чем когда ток и напряжение совпадают по фазе (пунктирная линия).


Рисунок 11 – Мгновенная энергия, когда напряжение и ток имеют разность фаз

 

Треугольник мощности и коэффициент мощности

Цепи переменного тока, содержащие емкость, индуктивность или и то, и другое, содержат активную и реактивную мощности. Треугольник мощности, показанный на рис. 12, помогает проиллюстрировать энергопотребление в индуктивной или емкостной цепи. Треугольник мощности представляет собой прямоугольный треугольник, показывающий соотношение четырех основных элементов: активной мощности, реактивной мощности, полной мощности и коэффициента мощности.


Рис. 12. Треугольник мощности показывает соотношение активной и реактивной мощности.

 

Активная мощность

Активная мощность (P) — это реальная мощность, которую устройство потребляет и выполняет реальную работу в электрической цепи. Активная мощность рассчитывается ниже в ваттах (Вт).

Реактивная мощность

Реактивная мощность (Q) — это мощность, которая не потребляется устройством и передается туда и обратно между источником питания и нагрузкой.Иногда называемая безваттной мощностью, реактивная мощность забирает мощность из цепи из-за фазового сдвига, создаваемого емкостными и/или индуктивными компонентами. Этот фазовый сдвиг уменьшает количество активной мощности для выполнения работы и усложняет расчет мощности. Реактивная мощность рассчитывается ниже и выражается в реактивных вольт-амперах (ВАр). В цепи постоянного тока нет реактивной мощности.

Полная мощность

Полная мощность (S) – это гипотенуза треугольника мощностей, состоящая из сложения векторов активной мощности (P) и реактивной мощности (Q).Расчет полной мощности представляет собой произведение среднеквадратичного значения напряжения на среднеквадратичное значение тока в вольт-амперах (ВА).

Коэффициент мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Φ). Он определяется как коэффициент мощности «смещения» и верен только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (не синусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как мощность в ваттах, деленная на полную мощность в амперах напряжения.Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных, с использованием квалификатора λ (лямбда).

Коэффициент мощности (λ) увеличивается или уменьшается в зависимости от величины разности фаз (φ). Рисунок 13 иллюстрирует это явление.


Рисунок 13 – Коэффициент мощности с различной разностью фаз

 

Для идеальных синусоидальных волн ток и напряжение совпадают по фазе, полная мощность и активная мощность становятся равными, а коэффициент мощности равен 1.Коэффициент мощности уменьшается по мере увеличения разности фаз; коэффициент мощности равен 0,5 (активная мощность составляет 1/2 полной мощности) при разности фаз 60⁰ и 0 при разнице фаз 90⁰. Коэффициент мощности 0 означает, что ток течет к нагрузке, но она не совершает никакой работы.

 

Векторный дисплей переменного тока

Смещение по времени между напряжением и током называется разностью фаз, а Φ — фазовым углом. Смещение по времени в основном вызвано нагрузкой, на которую подается питание.В общем, разность фаз равна нулю, когда нагрузка является чисто резистивной. Ток отстает от напряжения, когда нагрузка индуктивная. Ток опережает напряжение, когда нагрузка емкостная.


Рисунок 14 – Сдвиг фаз между напряжением и током при чисто индуктивной или емкостной нагрузке

 

Векторный дисплей используется для четкой передачи зависимости амплитуды и фазы между напряжением и током. Положительный фазовый угол представлен углом против часовой стрелки относительно вертикальной оси.


Рисунок 15. Векторная диаграмма отображает зависимость амплитуды и фазы между напряжением и током

 

Системы питания переменного тока

Питание переменного тока может быть однофазным или многофазным. Однофазное электричество используется для питания обычных бытовых и офисных электроприборов, но для распределения электроэнергии и подачи электроэнергии непосредственно на более мощное оборудование почти повсеместно используются трехфазные системы переменного тока.

Схемы однофазных соединений

Для однофазных цепей существует две распространенные схемы подключения.Наиболее распространена однофазная двухпроводная схема. Другая — однофазная трехпроводная схема, обычно встречающаяся в бытовых приборах.

Однофазная 2-проводная система (1P2W)

Обеспечивает подачу однофазного переменного тока с использованием двух проводников. Самая простая система, она используется при подключении источников питания ко многим электрическим устройствам, таким как бытовая электроника. При подключении ваттметра к однофазной двухпроводной системе перед подключением необходимо учитывать несколько моментов.


Рисунок 16 – Различные схемы подключения однофазной двухпроводной системы

 

Влияние паразитной емкости

При измерении однофазного устройства влияние паразитной емкости на точность измерения можно свести к минимуму, подключив клемму токового входа прибора к стороне, ближайшей к потенциалу земли источника питания.


Рис. 17. Схема подключения для минимизации паразитной емкости
 
Влияние измеренных амплитуд напряжения и тока

Если измеренный ток относительно велик, подключите клемму измерения напряжения между клеммой измерения тока и нагрузкой.Когда измеренный ток относительно мал, подключите клемму измерения тока между клеммой измерения напряжения и нагрузкой.


Рисунок 18. Схема подключения при относительно большом измеряемом токе

 

Двухфазная 3-проводная система (1P3W)

Обеспечивает подачу однофазного переменного тока по трем проводникам. Однофазная трехпроводная система является наиболее распространенной системой распределения электроэнергии. Электричество, поставляемое большинству домохозяйств, подается с помощью этой системы.Следующее требует двух ваттметров для измерения двух напряжений (U1, U2) и двух токов (I1, I2).


Рис. 19. Двухфазная 3-проводная система

 

Трехфазные электрические схемы

В отличие от однофазных систем, по проводникам трехфазного источника питания протекает переменный ток той же частоты и амплитуды напряжения относительно общего источника, но с разницей фаз, равной одной трети периода. Трехфазные системы имеют преимущества перед однофазными, которые делают их пригодными для передачи энергии и в таких приложениях, как асинхронные двигатели.

Характеристики трехфазных систем
  • Ток и напряжение на каждой фазе имеют разность фаз 120° в сбалансированной системе.
  • Линейное напряжение — это напряжение, измеренное между любыми двумя линиями в трехфазной цепи.
  • Фазное напряжение — это напряжение, измеренное на нагрузке в фазе
  • Линейный ток — это ток в любой одной линии между трехфазным источником и нагрузкой.
  • Фазный ток – это ток через любой компонент, состоящий из трехфазного источника или нагрузки.
  • При соединении треугольником линейное напряжение совпадает с фазным напряжением. Для синусоидальных волн линейный ток в √3 раза превышает фазный ток.
  • При соединении звездой линейное напряжение в √3 раза превышает фазное напряжение, а токи одинаковы.
  • Трехфазные источники питания могут передавать в три раза больше энергии, используя всего в 1,5 раза больше проводов, чем однофазные источники питания (т. е. три вместо двух). Таким образом, отношение емкости к материалу проводника удваивается.
  • Трехфазные системы также могут создавать вращающееся магнитное поле с заданным направлением и постоянной величиной, что упрощает конструкцию электродвигателей.

До сих пор в обсуждении источник питания и нагрузка были соединены двумя проводниками. Это известно как однофазная двухпроводная система. При питании переменным током существует однофазное и трехфазное питание со следующими доступными системами электропитания. Трехфазное питание можно использовать в трехпроводной или четырехпроводной конфигурации в режиме звезды или треугольника.

На схемах на рис. 20 показаны источник и нагрузка в конфигурации «треугольник» или «звезда» (звезда).


Рис. 20. Трехфазные конфигурации «треугольник» и «звезда» (звезда)

 

Теорема Блонделя

При обсуждении измерений мощности с помощью ваттметров часто ссылаются на теорему Блонделя при определении правильного метода подключения ваттметров и количества необходимых для наиболее точного измерения.Теорема утверждает, что мощность, подводимая к системе из N проводников, равна алгебраической сумме мощностей, измеренных N ваттметрами. Кроме того, если общая точка расположена на одном из проводников, то счетчик этого проводника может быть удален и требуется только N-1 счетчиков.

Трехфазное соединение звездой (3P4W)

Измерение относительно просто, если объектом измерения является трехфазная 4-проводная система. Как показано на схеме ниже, трехфазная четырехпроводная схема предполагает подключение ваттметров к каждой фазе на основе нейтрального проводника.Получите мощность для каждой фазы, измеряя напряжение (фазное напряжение) и ток (фазный ток) для каждой фазы с помощью разных ваттметров. В сумме это даст значение трехфазной мощности переменного тока. Для измерения трехфазной четырехпроводной мощности требуются три ваттметра.


Рис. 21. Трехфазное соединение звездой (3P4W)

 

Полная мощность, активная мощность и реактивная мощность для трехфазной мощности представляют собой сумму каждой фазы.

Трехфазный ваттметр Delta Two (3P3W)

Измерение с трехфазной 3-проводной системой немного сложнее, поскольку нейтральный проводник, который использовался в качестве основы для трехфазной 4-проводной системы, отсутствует, и фазное напряжение не может быть измерено.Измерение в трехфазной трехпроводной системе включает получение значения трехфазной мощности переменного тока с использованием метода, называемого методом двух ваттметров.

Применяя теорему Блонделя и используя метод двух ваттметров, мы можем получить значения трехфазной мощности переменного тока. Схема подключения для метода двух ваттметров и векторная карта приведены ниже.

 

Вывод теоремы Блонделя приведен ниже.

 

Приведенный выше расчет показывает, что мы можем получить значения мощности трехфазного переменного тока из значений мощности в двух линиях и значений тока в двух фазах.Поскольку этот метод требует контроля только двух токов и двух напряжений вместо трех, установка и конфигурация проводки упрощаются. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и недорогая установка делают его подходящим для производственных испытаний, в которых требуется измерение только мощности или нескольких других параметров.

Другими словами, для трехфазного измерения мощности мощность может быть получена путем измерения мощности для каждой фазы и расчета суммы.Для метода двух ваттметров уравнение показано ниже.

Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

Существует еще один метод измерения в трехфазной трехпроводной системе: измерение трех напряжений трех токов (3V3A). Как и метод двух ваттметров, этот метод измеряет ток фазы T и линейное напряжение между R и S. Ниже представлена ​​схема подключения.


Рисунок 22 – Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

 

Поскольку трехвольтный трехтоковый метод (3V3A) измеряет ток фазы T, он позволяет увидеть баланс токов между фазами, что было невозможно при использовании метода двух ваттметров.Для инженерных и научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ трехфазный

Трехпроводной метод

с методом трех ваттметров лучше всего подходит, поскольку он предоставляет дополнительную информацию, которую можно использовать для балансировки нагрузки и определения фактического коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (от R до T, от S до T, от R до S).

Векторное отображение измерений трехфазного переменного тока

Мы будем использовать трехфазную систему Y «звезда», чтобы проиллюстрировать концепцию трехфазного векторного дисплея.В звездной системе напряжения и токи каждой фазы смещены на 120°. Нейтральная точка Y-системы находится в центре, где теоретически сумма всех напряжений и токов равна нулю.

При проведении измерений в звездной системе, где присутствует физический нейтральный провод; напряжения будут измеряться относительно этой нейтральной точки, это называется «фазным напряжением». При проведении измерений в звездной системе, где отсутствует физический нейтральный провод; напряжения будут измеряться относительно друг друга, это называется «линейное напряжение» или «соединение треугольником».Схема соединения треугольником образует равносторонний треугольник с интервалом между напряжениями 60 градусов, в отличие от соединения звезды, где напряжение изменяется на 120 градусов. Величина линейного напряжения измеряется выше, чем фазное напряжение в √3 раза. Токи в звездной системе всегда измеряются последовательно относительно нейтральной точки, при этом угловое измерение относительно векторов напряжения обозначается Φ. Рисунок 23 иллюстрирует взаимосвязь между измерением напряжения по схеме треугольника и по схеме звезда с помощью векторной диаграммы.


Рисунок 23 – Векторная диаграмма трехфазных дельта- и звездных измерений.

 

Трехфазное измерение коэффициента мощности

Суммарный коэффициент мощности для 3-фазной цепи определяется путем суммирования общей мощности в ваттах, деленной на общее значение ВА.

При использовании метода двух ваттметров сумма общей мощности (W1 + W2) делится на количество ВА. Однако, если нагрузка несбалансированная (фазные токи разные), это может привести к ошибке при расчете коэффициента мощности, поскольку при расчете используются только два измерения ВА.Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, получается ошибочный результат. Поэтому лучше всего использовать метод трех ваттметров для несбалансированных нагрузок, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.

При использовании метода трех ваттметров все три измерения ВА используются при расчете приведенного выше коэффициента мощности.

Гармоники

Гармоники относятся ко всем синусоидальным волнам, частота которых является целым кратным основной волны (обычно это синусоидальный сигнал линии электропередачи с частотой 50 Гц или 60 Гц или от 0 до 2 кГц для вращающихся машин).Гармоники — это искажение формы волны нормального электрического тока, обычно передаваемое нелинейными нагрузками. В отличие от линейных нагрузок, где потребляемый ток пропорционален входному напряжению и соответствует форме волны, нелинейные нагрузки, такие как двигатели с регулируемой скоростью, потребляют ток короткими прерывистыми импульсами. Когда основная волна и последующие гармонические компоненты объединяются, формы сигналов искажаются, и возникает интерференция.


Рисунок 24. Искаженные сигналы состоят из нескольких гармонических составляющих

 

Гармоники необходимо контролировать, поскольку они могут вызывать ненормальный шум, вибрацию, нагрев или неправильную работу устройств и сокращать срок их службы.Для контроля гармоник существуют национальные и международные стандарты, такие как IEC61000-3. Поэтому инженерам необходимо обнаруживать гармоники и оценивать их влияние на компоненты, системы и подсистемы в приложении. Размер и разность фаз следует измерять не только для основной частоты, но и для каждой более высокочастотной составляющей. Высокоточные анализаторы мощности могут измерять гармоники выше 500-го порядка.

Для вращающихся машин основные амплитуды являются единственными компонентами, которые эффективно способствуют вращению оси, все остальные гармонические компоненты приводят к потерям в виде тепла и вибрации.

Измерение гармоник

Используя режим измерения гармоник, можно измерить размер и разность фаз для каждой основной частоты, а также гармоники для каждой степени, включенной в ток, напряжение и мощность. В случае основной частоты (первичной составляющей) 50 Гц, например, третья составляющая составляет 150 Гц, пятая составляющая — 250 Гц и т. д., и возможно измерение до 500-й составляющей на частоте 2,5 кГц.


Рисунок 25. Суммирование нечетных гармонических составляющих в искаженном сигнале

 

Для отображения результатов измерения гармоник анализатор мощности может отображать размер каждого градуса, как показано на рис. 26 ниже, или отображать такие параметры, как размер, коэффициент содержания и фаза в виде списка.


Рисунок 26. Гистограмма, показывающая энергию гармоник в зависимости от порядка

 

Заключение

При измерении мощности необходимо учитывать множество факторов, включая входную мощность, КПД инвертора, КПД, гармоники и коэффициент мощности. Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.

Прецизионный высокочастотный анализатор мощности является важным инструментом для измерения как механической, так и электрической мощности.Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя. Выбор правильного анализатора и его правильная реализация требуют знаний; однако при правильном использовании данные анализатора мощности обеспечат точные и очень ценные данные.

Удобный оптический ваттметр | Полный проект электроники

Все жилые и промышленные объекты имеют счетчики энергии, которые показывают энергию, потребляемую пользователями. Но мощность (ватт) эти счетчики не показывают, за исключением некоторых новых моделей.

Во время измерения все счетчики энергии мигают светодиодом с заданной частотой, которая называется частотой импульсов. Обычная частота вспышек составляет 6400 импульсов/кВтч, 3200 импульсов/кВтч и т. д. Используя частоту вспышек и некоторые математические расчеты, также можно рассчитать мощность.

Здесь представлена ​​схема для подсчета потребляемой мощности с помощью пульсирующего светодиода счетчика электроэнергии и ее отображения.

Схема и рабочая

Принципиальная схема оптического ваттметра показана на рис.1. Схема включает в себя плату Arduino Nano (Board1), ЖК-дисплей 16×2 LCD1, NPN-транзистор BC547 (T1) и фототранзистор L14F1 (T2).

Рис. 1: Принципиальная схема оптического ваттметра

Всякий раз, когда свет светодиода измерителя энергии падает на фототранзистор T2, он проводит, тем самым активируя транзистор T1. Импульс, доступный на коллекторе T1, подается на первый вывод прерывания (вывод D2) платы Arduino. Arduino рассчитывает потребляемую мощность в ваттах с помощью программного обеспечения, которое одновременно обновляется на ЖК-дисплее.

Программное обеспечение

Arduino IDE используется для компиляции и загрузки программы OpticalWattmeter.ino на плату Arduino Nano. Выберите нужную плату в меню Board->Tools в Arduino IDE, выберите COM-порт и загрузите программу через стандартный USB-порт компьютера.

Примечание. Возможны отклонения в показаниях мощности из-за использования библиотеки миллис. Если нужен более точный результат, используйте микросхему ATmega328 с внешним кристаллом вместо резонатора в плате Arduino и используйте встроенный аппаратный таймер.

Скачать Исходный код

Строительство и испытания

Печатная плата оптического ваттметра в натуральную величину показана на рис. 2, а расположение ее компонентов на рис. 3. После сборки схемы на печатной плате поместите ее в подходящую пластиковую коробку.

Рис. 2: Схема печатной платы оптического ваттметраРис. 3: Компоновка компонентов печатной платы
Загрузить PDF-файлы с компоновкой печатной платы и компонентов: нажмите здесь

Перед установкой Arduino на плату не забудьте загрузить программу на плату Arduino Nano.Установите фототранзистор L14F1 на переднюю панель таким образом, чтобы он мог улавливать мигающий светодиод от счетчика энергии.

Рис. 4: Однофазный счетчик электроэнергии автора с мигающим светодиодом

. Эта схема разработана для счетчика электроэнергии с 6400 импульсов/кВтч. Это можно изменить в программе.

Эта схема работает только при однофазном питании. Из-за небольшого количества компонентов схема может быть дополнена небольшим OLED-дисплеем и помещена в корпус, аналогичный корпусу бесконтактного термометра (рис.5).

Рис. 5: Предлагаемый корпус для оптического ваттметра

А. Самиуддин, схемотехник, имеет степень бакалавра технических наук в области электротехники и электроники. Его интересы включают светодиодное освещение, силовую электронику, микроконтроллеры и программирование Arduino.

%PDF-1.4 % 4 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 4 93 0000000016 00000 н 0000002454 00000 н 0000002156 00000 н 0000002513 00000 н 0000002776 00000 н 0000002850 00000 н 0000003120 00000 н 0000003205 00000 н 0000023657 00000 н 0000034448 00000 н 0000042190 00000 н 0000050254 00000 н 0000058202 00000 н 0000066660 00000 н 0000067421 00000 н 0000067619 00000 н 0000067999 00000 н 0000068320 00000 н 0000072823 00000 н 0000073246 00000 н 0000073623 00000 н 0000080971 00000 н 0000081281 00000 н 0000081342 00000 н 0000081433 00000 н 0000081638 00000 н 0000096456 00000 н 0000113488 00000 н 0000113734 00000 н 0000114014 00000 н 0000114242 00000 н 0000114499 00000 н 0000114764 00000 н 0000114983 00000 н 0000115252 00000 н 0000115489 00000 н 0000115748 00000 н 0000116009 00000 н 0000116238 00000 н 0000116473 00000 н 0000116759 00000 н 0000116996 00000 н 0000117205 00000 н 0000117462 00000 н 0000117712 00000 н 0000117975 00000 н 0000118149 00000 н 0000118341 00000 н 0000118524 ​​00000 н 0000118717 00000 н 0000118901 00000 н 0000119076 00000 н 0000119266 00000 н 0000119461 00000 н 0000119714 00000 н 0000119959 00000 н 0000120214 00000 н 0000120399 00000 н 0000120656 00000 н 0000120866 00000 н 0000121124 00000 н 0000121377 00000 н 0000121605 00000 н 0000121863 00000 н 0000122101 00000 н 0000123822 00000 н 0000125364 00000 н 0000127051 00000 н 0000128603 00000 н 0000130074 00000 н 0000130853 00000 н 0000131617 00000 н 0000132338 00000 н 0000137559 00000 н 0000143319 00000 н 0000144451 00000 н 0000146052 00000 н 0000147643 00000 н 0000149178 00000 н 0000150741 00000 н 0000152360 00000 н 0000154403 00000 н 0000156024 00000 н 0000157767 00000 н 0000159299 00000 н 0000160411 00000 н 0000162430 00000 н 0000164207 00000 н 0000164250 00000 н 0000164291 00000 н 0000164334 00000 н 0000164378 00000 н 0000164421 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 6 0 объект поток xb«b`XT1 4

Стандартный электродинамический ваттметр и измеритель переменного/постоянного тока

%PDF-1.4 % 513 0 объект > эндообъект 508 0 объект >поток application/pdf

  • Журнал исследований Национального бюро стандартов является публикацией правительства США. Документы находятся в общественном достоянии и не защищены авторским правом в США. Тем не менее, обратите особое внимание на отдельные работы, чтобы убедиться, что не указаны ограничения авторского права. Для отдельных произведений может потребоваться получение других разрешений от первоначального правообладателя.
  • Стандартный электродинамический ваттметр и измеритель переменного/постоянного тока
  • Парк, Джон Х.; Льюис, Артур Б.
  • Подключаемый модуль Adobe Acrobat 9.13 Paper Capture2011-01-19T15:00:55-05:00Adobe Acrobat 9.02012-04-30T07:11:05-04:002012-04-30T07:11:05-04:00uuid:14811891-efb9 -4d05-b00b-53c0a1c8c21euuid: 8d6e9dac-6446-4f00-b362-b6d37e3cb6cbuuid: 14811891-efb9-4d05-b00b-53c0a1c8c21edefault1
  • converteduuid: 0747a9c5-a3a5-4903-a874-909d8b5e1c56converted в PDF / A-1bpdfaPilot2012-04-30T07: 10 :47-04:00
  • False1B
  • http://ns.adobe.com/pdf/1.3/pdfAdobe PDF Schema
  • internalОбъект имени, указывающий, был ли документ изменен для включения информации треппингаTrappedText
  • http://ns.adobe.com/xap/1.0/mm/xmpMMXMP Media Management
  • внутренний идентификатор на основе UUID для конкретного воплощения документаInstanceIDURI
  • internalОбщий идентификатор для всех версий и представлений документа.OriginalDocumentIDURI
  • http://www.aiim.org/pdfa/ns/id/pdfaidPDF/A ID Schema
  • internalPart of PDF/A standardpartInteger
  • внутреннее изменение стандарта PDF/AamdText
  • внутренний уровень соответствия стандарту PDF/A, текст
  • конечный поток эндообъект 421 0 объект > эндообъект 509 0 объект [>] эндообъект 500 0 объект > эндообъект 497 0 объект > эндообъект 498 0 объект > эндообъект 499 0 объект > эндообъект 501 0 объект > эндообъект 502 0 объект > эндообъект 503 0 объект > эндообъект 504 0 объект > эндообъект 505 0 объект > эндообъект 506 0 объект > эндообъект 507 0 объект > эндообъект 191 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 197 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 204 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 211 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 218 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 225 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 232 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 233 0 объект [234 0 Ч 235 0 Ч 236 0 Ч] эндообъект 238 0 объект >поток

    Как подключить и установить однофазный счетчик электроэнергии кВтч?

    Как подключить однофазный счетчик электроэнергии кВтч? (3-фазный, 4-проводной счетчик энергии)

    (От подачи к ГРЩ)

    Ниже приведены схемы подключения для установки однофазного ( 3-фазного, 4-проводного )) счетчика кВтч ( цифрового или аналогового счетчика энергии ) от источника питания до главного распределительного щита в доме.

    Красный провод указывает на то, что он находится под напряжением, или линию, или фазу, а черный указывает на нейтральный провод.

    На приведенном ниже рисунке очень просто показана описанная выше идея.

    Установка однофазного счетчика электроэнергии (3-фазный, 4-проводной счетчик электроэнергии)

    Нажмите на картинку, чтобы увеличить

    Как подключить однофазный счетчик электроэнергии? – (3-фазная, 4-проводная установка счетчика энергии)

    Вот еще один живой пример счетчика энергии, который был установлен на главном полюсе источника питания.

    Нажмите на картинку, чтобы увеличить

    На приведенных выше графиках и диаграммах

    P IN = Входящая фаза или ток от источника питания

    P OUT = Исходящая фаза или напряжение на главный распределительный щит дома.

    N IN = входящая нейтраль от источника напряжения питания.

    N UOT = Выход Нейтраль на главный распределительный щит дома.

    Предупреждение : В этом примере показано наиболее часто используемое в мире расположение, но в некоторых областях также есть варианты. Настройка может отличаться для других типов счетчиков кВт/ч или энергии в разных местах по всему миру. Для безопасности. Пожалуйста, свяжитесь с поставщиком и поставщиком услуг, чтобы подтвердить тип подключения перед установкой.

    Вам также может быть интересно прочитать в

    Старый ваттметр использует магниты для расчетов

    Измерение мощности, передаваемой по цепи, кажется простой задачей.Измерьте ток и напряжение, немного посчитайте с помощью [Джоуль] и [Ом], и вы получите ответ. Но что, если вы хотите разработать прибор, который выполняет математические операции автоматически? А что, если бы вам пришлось делать это строго электромеханически?

    Этот вопрос [Шахриар] решает, разбирая старый лабораторный ваттметр. Честно говоря, это видео для него в некотором роде отклонение; мы привыкли видеть на его скамейке инструменты, которые проделали бы семизначную дыру в чьем-то кошельке, если бы они были приобретены новыми.Эти ваттметры произведены компанией Weston Instruments и представляют собой прекрасные образцы надежного промышленного дизайна середины века и, похоже, использовались по крайней мере до 2013 года. мог бы от смеха упасть на пол.

    Но, как [Шахриар] обнаруживает при разборке жертвенного счетчика, электромеханическое движение позади инструмента довольно тонкое. В ваттметре используется измеритель с подвижной катушкой, как и в любом другом панельном измерителе, но вместо статора с постоянными магнитами используется пара катушек.Посты привязки напряжения подключены к тонкому проводу подвижной катушки через последовательное сопротивление, а ток проходит через более тяжелые обмотки катушек статора. Два магнитных поля действуют вместе, умножая напряжение на ток, и отклоняют стрелку от предварительного натяжения пружины, чтобы указать мощность. Это довольно умно, и на внутреннюю работу приятно смотреть.

    Нам просто нравится заглядывать внутрь старой электроники, особенно в счетчики с подвижной катушкой. Это отличные гаджеты, и их тоже интересно перепрофилировать.

    3 Простые схемы ваттметра переменного тока

    Если вам требуется измерение мощности переменного тока. Использовать его совсем немного, чего не стоит. Когда нам нужно купить дорогой инструмент. Потому что использовать мало не нужна высокая точность. Я хотел бы предложить концепцию схемы ваттметра в таком простом виде, как это было. Я собрал все три схемы следующим образом.

    1.) Схема Easy In-Line RF ваттметра

    Это немного идей схемы Easy In-line RF ваттметра, она нечувствительна к частоте, поэтому калибровка будет более правильной, чем широкий частотный спектр.

    Например, весь любительский КВ-спектр; Если значения L2,
    делителя напряжения на конденсаторах C1 и C2, а также сопротивления R1 и R2 выбраны правильно, R1-R2 и C1-R2 должны быть согласованы для достижения наилучшего результата.

    Обычно резисторы R1 и R2 должны быть малы по сравнению с реактивным сопротивлением L2, чтобы избежать существенного влияния на ток L2, вызванного током линии передачи, протекающим через L1.

    Нижний частотный предел моста определяется отношением R1-R2/L2,
    и точка отсечки при значении R1-R2 становится большой по отношению к реактивному сопротивлению L2 в этой частотной точке.
    Амперметр 100 мкА – 200 мкА, ток ограничен резистором R6.
    S1 использует для выбора диапазона частот Low или High.

    2.) Измеритель частоты линии электропередач

    Этот измеритель показывает частоту генератора , который имеет напряжение 110–240 В при частоте 10–100 Гц.
    Выходные синусоидальные волны преобразуются в прямоугольные с помощью резистора 100k 2 Вт и стабилитрона 6,8 В 1 Вт (1N3829A).
    Затем прямоугольная волна преобразуется конденсатором 0,22 мкФ, а ток усредняется диодами 1N4148.

    Средний ток прямо пропорционален частоте, поэтому его можно считывать с помощью амперметра на 100 мА (M1).
    Для калибровки закажите цепь до 60 Гц. Включите питание и настройте потенциометр VR1 5K на значение 60 мА.

    3.) Простой светодиодный монитор мощности

    Эта схема основана на принципе разделения напряжения. И ток разделенный. Прежде чем брать светодиодный дисплей мощностью до 80 Ватт. Работа цепи при протекании тока через сопротивление. Он будет делить напряжение в соответствии с каждым диапазоном мощности.Он имеет сопротивление 100 Ом для уменьшения потока перед светодиодом. В то время как светодиодный дисплей будет светиться бесконечно. В зависимости от количества ватт. Например, 10-ваттный светодиод LED1, LED2, LED3 засветит все. Попробуйте посмотреть, есть ли наблюдения, что даже высоковаттные. Сопротивление разделённому напряжению тоже дороже. То есть резисторы R1, R4, R7, R9, R11 и R13 определяют площадь цепи в ваттах.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.