Измерение мощности в цепях постоянного и переменного тока.

Измерить мощность в цепи постоянного тока можно с помощью вольтметра и амперметра, но более просто и точно это можно осуществить ваттметром электродинамической системы.

Для измерения активной мощности Р в цепи переменного тока применяются ваттметры электродинамической и ферродинамической системы.

Ваттметр имеет две обмотки: токовую, включаемую в цепь последовательно (как амперметр) и обмотку напряжения, включаемую параллельно (как вольтметр). Поскольку показание ваттметра зависит от фазы напряжения и тока (от ), то для обеспечения правильного включения ваттметра один из выводов токовой обмотки и обмотки напряжения отмечается точкой (I ^* и U ^*  )рис. 61. Эти выводы, называемые генераторами, следует при непосредственном включении соединить вместе и включать со стороны источника питания.

Предел измерения ваттметра определяется:

 ,            (5.30)

где:         и  - номинальные значения напряжения и тока, на которые рассчитаны обмотка напряжения и токовая обмотка, обычно указываются на приборе.

Цена деление ваттметра:

,           (5.31)

где:         - полное число делений шкалы ваттметра.

Предел измерения ваттметра можно расширить с помощью рассмотренных выше дополнительных устройств: добавочных сопротивлений и измерительных трансформаторов. Например, в цепи переменного тока токовую обмотку включить через трансформатор тока с коэффициентом трансформации , а обмотку напряжения включить последовательно с добавочным сопротивлением R _доб. При таком включении новый расширенный предел измерения ваттметра определяется:

 

,        (5.32)

где:         - коэффициент увеличения предела измерения ваттметра;

 

R_w  - сопротивление обмотки напряжения ваттметра,

Новая цена деления ваттметра:

,

Величина измеряемой мощности

,

где:         - показание ваттметра в делениях шкалы.

ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Лабораторная работа выполняется на универсальном стенде. Источником питания служит автотрансформатор, с помощью которого можно изменять напряжение от 0 до 250 В.

Электроизмерительные приборы установлены на стенде.

Рисунок 59. Расширение пределов измерения с помощью шунтов и добавочных сопротивлений.

Рисунок 60. Расширение пределов измерения с помощью измерительных трансформаторов.

Рисунок 61.

Технические данные электроизмерительных приборов   Таблица 5.1

№	Наименование и условное обозначение	Измерительный механизм	Пределы измерения	Цена деления	Класс точности	Испытательное напряжение изоляции
1
2
3
4

Параметры амперметра и шунта           Таблица 5.2.

Амперметр и шунт				Вольтметр и добавочное сопротивление
mA	дел	Ом	Ом	B	дел	Ом	Ом

 

Результаты эксперимента              Таблица 5. 3.

№ Измерения

Измерено

Вычислено

дел

дел

A

B

A

B

A

B

1

2

 

Параметры трансформаторов тока и напряжения          Таблица 5.4

A	дел	B	дел

 

Результаты эксперимента              Таблица 5. 5

№ Измерения	Измерено				Вычислено
	дел	дел	A	B	A	B			A	B
1
2

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. У какой измерительной системы приборов амперметры имеют равномерную шкалу?

2. У какой измерительной системы приборов вольтметры имеют равномерную шкалу?

3. Приборы, какой системы приборов не могут работать на переменном токе?

4. Приборы, какой системы приборов можно использовать для измерения мощности?

5. Приборы, какой системы приборов нельзя использовать для измерения мощности?

6. Приборы, какой системы приборов могут работать только на постоянном токе?

7. Какая измерительная система приборов наименее чувствительна к перегрузкам?

8. Какая измерительная система приборов менее чувствительна к внешним магнитным полям?

9. Приборы, какой системы приборов могут измерить постоянную составляющую в цепи несинусоидального тока?

10. Какие приборы можно построить на базе магнитоэлектрического измерительного механизма?

11. Какие приборы можно построить на базе электродинамического измерительного механизма?

12. Приборы, какой системы имеет неравномерную шкалу?

13. Для чего используются спиральные пружины в приборах магнитоэлектрической системы?

14. Для чего используется спиральная пружинка в приборах электромагнитной системы?

15. Для чего в электроизмерительных приборах применяют экранирование?