Circuit de commutació d'un vatímetre

Un vatímetre s'utilitza per mesurar directament la potència d'un circuit de corrent continu. La bobina de sèrie fixa o bobina de corrent del vatímetre està connectada en sèrie amb els receptors d'energia elèctrica. Una bobina paral·lela mòbil o una bobina de tensió connectada en sèrie amb una resistència addicional forma el circuit paral·lel del vatímetre, que està connectat en paral·lel amb els receptors d'energia.

Angle de gir de la part mòbil del vatímetre:

α = k2IIu = k2U / Ru

on I - corrent de la bobina en sèrie; Azi - el corrent de la bobina paral·lela del vatímetre.

Arròs. 1. Esquema del dispositiu i connexions del vatímetre

Com que, com a resultat de l'ús de resistència addicional, el circuit paral·lel del vatímetre té una resistència gairebé constant rth, aleshores α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P

Així, per l'angle de gir de la part mòbil del vatímetre, es pot estimar la potència del circuit.

Wattmetre escala uniforme.Quan es treballa amb un vatímetre, cal tenir en compte que un canvi en la direcció del corrent en una de les bobines provoca un canvi en la direcció del parell i la direcció de gir de la bobina mòbil, i ja que l'escala de el vatímetre es fa generalment unilateral, és a dir, les divisions d'escala es troben de zero a la dreta, aleshores amb la direcció incorrecta del corrent en una de les bobines, serà impossible determinar el valor mesurat del vatímetre.

Per aquests motius, sempre hauríeu de distingir entre les pinces del vatímetre. El terminal de la bobina en sèrie connectada a la font d'alimentació s'anomena generador i està marcat als dispositius i esquemes amb un asterisc. Una pinça de circuit paral·lel connectada a un cable connectat a una bobina en sèrie també s'anomena pinça de generador i està marcada amb un asterisc.

Així, amb el circuit de commutació del vatímetre correcte, els corrents dels bobinatges del vatímetre es dirigeixen des dels terminals del generador als terminals que no són del generador. Pot haver-hi dos circuits de commutació del wattmetre (vegeu la figura 2 i la figura 3).

Arròs. 2. Corregiu l'esquema de cablejat del vatímetre

Arròs. 3. Corregiu l'esquema de cablejat del wattmetre

En l'esquema mostrat a la fig. 2, el corrent del bobinat en sèrie del vatímetre és igual al corrent dels receptors d'energia la potència dels quals es mesura, i el circuit paral·lel del vatímetre es troba sota una tensió U' superior a la tensió dels receptors per la quantitat de caiguda de tensió a la bobina en sèrie. Per tant, PB = IU '= I (U + U1) = IU = IU1 la potència mesurada pel vatímetre és igual a la potència dels receptors d'energia a mesurar i la potència de l'enrotllament en sèrie del vatímetre.

En l'esquema mostrat a la fig.3, la tensió del circuit paral·lel del vatímetre és igual a la tensió dels receptors i el corrent de la bobina en sèrie és més gran que el corrent consumit pel receptor pel valor del corrent del circuit paral·lel del vatímetre. Per tant, Pc = U (I + Iu) = UI + UIu, la potència mesurada pel vatímetre és igual a la potència dels receptors de l'energia mesurada i la potència del circuit paral·lel del vatímetre.

Quan es fan mesures on es pot descuidar la potència de les bobines del vatímetre, és preferible utilitzar el circuit que es mostra a la Fig. 2, perquè normalment la potència de la bobina en sèrie és menor que la bobina paral·lela i, per tant, la lectura del vatímetre serà més precisa.

Per obtenir mesures precises, cal fer correccions a les lectures del vatímetre, a causa de la força del seu bobinatge i, en aquests casos, el circuit de la Fig. 3, ja que la correcció es calcula fàcilment mitjançant la fórmula U2/Ru, on normalment es coneix Ru i la correcció roman sense canvis a diferents valors actuals si U és constant.

Quan engegueu el vatímetre segons el diagrama de la fig. 2, els potencials als extrems de les bobines només difereixen per la quantitat de caiguda de tensió a través de la bobina mòbil, ja que els terminals del generador de les bobines estan connectats entre si. La caiguda de tensió a través de la bobina mòbil és insignificant en comparació amb la tensió del circuit paral·lel perquè la resistència d'aquesta bobina és insignificant en comparació amb la resistència del circuit paral·lel.

Arròs. 4. Circuit de connexió del vatímetre incorrecte

A la fig. 4 es dóna un circuit paral·lel incorrecte d'un vatímetre.Aquí, els terminals del generador dels bobinatges estan connectats per una resistència addicional, com a resultat de la qual cosa la diferència de potencial entre els extrems de les bobines és igual a la tensió del circuit (de vegades molt significativa 240 - 600 V), i des de l'estacionari i en moviment els bobinatges estan molt a prop els uns dels altres, es creen condicions favorables per a la destrucció de l'aïllament de les bobines. A més, s'observarà la interacció electrostàtica entre bobines de potencials molt diferents, la qual cosa pot provocar un error addicional en la mesura de potència en el circuit.