Schakelcircuit van een wattmeter

Een wattmeter wordt gebruikt om direct het vermogen van een DC-circuit te meten. De vaste seriespoel of stroomspoel van de wattmeter is in serie geschakeld met de ontvangers van elektrische energie. Een in serie geschakelde beweegbare parallelspoel of spanningsspoel met een extra weerstand vormt de parallelschakeling van de wattmeter, die parallel is geschakeld met de energieontvangers.

Draaihoek van het beweegbare deel van de wattmeter:

α = k2IIu = k2U / Ru

waar I - serie spoelstroom; Azi — de stroom van de parallelle spoel van de wattmeter.

Rijst. 1. Schema van het apparaat en aansluitingen van de wattmeter

Aangezien door het gebruik van extra weerstand de parallelschakeling van de wattmeter een vrijwel constante weerstand rth heeft, dan is α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P

Dus door de rotatiehoek van het beweegbare deel van de wattmeter kan het vermogen van het circuit worden geschat.

Wattmeter uniforme schaal.Bij het werken met een wattmeter moet er rekening mee worden gehouden dat een verandering in de richting van de stroom in een van de spoelen een verandering in de richting van het koppel en de draairichting van de bewegende spoel veroorzaakt, en aangezien de schaal van de wattmeter is meestal eenzijdig gemaakt, dat wil zeggen dat de schaalverdelingen zich van nul naar rechts bevinden, en met de verkeerde stroomrichting in een van de spoelen is het onmogelijk om de gemeten waarde van de wattmeter te bepalen.

Om deze redenen dient u altijd onderscheid te maken tussen de wattmeter klemmen. De aansluiting van de seriespoel die op de stroombron is aangesloten, wordt de generator genoemd en is op de apparaten en diagrammen gemarkeerd met een asterisk. Een parallelle circuitklem die is aangesloten op een draad die is aangesloten op een seriespoel, wordt ook wel een generatorklem genoemd en is gemarkeerd met een asterisk.

Met het juiste wattmeter-schakelcircuit worden de stromen in de wattmeterwikkelingen dus van de generatoraansluitingen naar de niet-generatoraansluitingen geleid. Er kunnen twee wattmeter schakelcircuits zijn (zie Fig. 2 en Fig. 3).

Rijst. 2. Correct bedradingsschema wattmeter

Rijst. 3. Correct bedradingsschema wattmeter

In het schema getoond in Fig. 2, de stroom van de seriewikkeling van de wattmeter is gelijk aan de stroom van de energieontvangers waarvan het vermogen wordt gemeten, en de parallelle schakeling van de wattmeter staat onder een spanning U' die groter is dan de spanning van de ontvangers met het bedrag van de spanningsval in de seriespoel. Dus PB = IU '= I (U + U1) = IU = IU1 het door de wattmeter gemeten vermogen is gelijk aan het vermogen van de te meten energieontvangers en het vermogen van de seriewikkeling van de wattmeter.

In het schema getoond in Fig.3, de spanning in de parallelle schakeling van de wattmeter is gelijk aan de spanning van de ontvangers, en de stroom in de seriespoel is groter dan de stroom die door de ontvanger wordt verbruikt door de waarde van de stroom in de parallelle schakeling van de wattmeter. Daarom, Pc = U (I + Iu) = UI + UIu, is het vermogen gemeten door de wattmeter gelijk aan het vermogen van de ontvangers van de gemeten energie en het vermogen van de parallelle schakeling van de wattmeter.

Bij metingen waarbij het vermogen van de wattmeterspoelen kan worden verwaarloosd, verdient het de voorkeur om de schakeling te gebruiken die wordt getoond in Fig. 2, omdat het vermogen van de seriespoel meestal kleiner is dan dat van de parallelle spoel en daarom de wattmeteraflezing nauwkeuriger zal zijn.

Voor nauwkeurige metingen is het noodzakelijk om correcties aan te brengen in de aflezingen van de wattmeter, vanwege de sterkte van de wikkeling, en in dergelijke gevallen is het circuit van Fig. 3, omdat de correctie eenvoudig kan worden berekend met de formule U2/ Ru, waarbij Ru meestal bekend is en de correctie ongewijzigd blijft bij verschillende huidige waarden als U constant is.

Wanneer u de wattmeter aanzet volgens het schema in fig. 2 verschillen de potentialen aan de uiteinden van de spoelen alleen door de hoeveelheid spanningsval over de bewegende spoel, aangezien de generatoraansluitingen van de spoelen met elkaar zijn verbonden. De spanningsval over de bewegende spoel is verwaarloosbaar ten opzichte van de spanning in de parallelschakeling omdat de weerstand van deze spoel verwaarloosbaar is ten opzichte van de weerstand van de parallelschakeling.

Rijst. 4. Verkeerd aansluitcircuit wattmeter

In afb. 4 wordt een onjuiste parallelschakeling van een wattmeter gegeven.Hier zijn de generatorklemmen van de wikkelingen verbonden door extra weerstand, waardoor het potentiaalverschil tussen de uiteinden van de spoelen gelijk is aan de circuitspanning (soms zeer significant 240 - 600 V), en aangezien de stationaire en bewegende wikkelingen liggen dicht bij elkaar, er worden gunstige omstandigheden gecreëerd voor de vernietiging van de isolatie van de spoelen. Bovendien zal elektrostatische interactie worden waargenomen tussen spoelen met zeer verschillende potentialen, wat extra fouten kan veroorzaken in de vermogensmeting in het circuit.