Измерение мощности в цепях постоянного и однофазного переменного токов

 

Мощность в цепи постоянного тока подсчитывается по формуле P =UI . Следова-тельно, измеряя ток амперметром и напряжение вольтметром, можно легко определить мощность в данной цепи.

 

 


 

Измерить мощность в цепи постоянного тока можно од-ним электродинамическим прибором (электродинамическим ваттметром). Для этого неподвижная катушка включается по-следовательно с потребителем, т. е. как амперметр. Подвижная катушка с добавочным сопротивлением включается параллель-но потребителю, т. е. как вольтметр (рис. 4.26). Вращающий момент, создаваемый в приборе, находится по формуле
1 1 1
R
R
Рис.4.26 Mв= kI1I2. Если сопротивление R будет постоянным, то I2= U, где R = R Rg. Следовательно, Mв= kI1U= k I U = k P . Так как угол отклоне-

 
M
ния прямо пропорционален вращающему момент, то он прямо пропорционален мощно-сти. По углу поворота судят о величине мощности цепи постоянного тока. Шкала ватт-метра равномерна, так как MПР= aMУд, aMУд= k P, откуда a = k P .

Уд

 

Активная мощность в цепи переменного тока определяется формулой P =UI cos .

 

Для измерения мощности применяют электродинамический или индукционный прибор, включаемый по схеме (рис. 4.27). Для мгновенных значений можно написать, что

 

u
1 1 1 1 1
1 g
MМГН= ki i2= ki r+r= k i u = k P, т. е. мгновенный момент вращения

 

ò ò ò
1 1
T T T
Mcp= 1iMмгнdt = 1IK i udt = 1iK1Imsinwt×Um×sin(wt +f)dt = 0 0 0

 

[
]
i
ò ò
1 1
T T
KUmImsinwt×sin(wt +f)dt = KUmImi1cosf−cos(2wt +f) dt = K Ulcosf 0 0

 

прямо пропорционален мгновенной мощности. Если мгновенный момент вращения про-порционален мгновенной мощности, то средний вращающий момент также пропорцио-нален средней мощности.
1 1
M M
Противодействующий момент определяется как MПР= MУд и при установившемся отклонении kUI cosf aMУд, откуда a = kUIcosf= k P, т. е. угол

Уд Уд

 

поворота пропорционален активной мощности и шкала ваттметра равномерна.

Индукционный ваттметр отличается от ранее рас-Рис.4.27 смотренного индукционного прибора только тем, что одна

из обмоток электромагнита изготовливается как последовательная, а вторая – как парал-лельная. Кроме того, в ваттметрах активной мощности ток в параллельной обмотке сдвигается по фазе от напряжения на 90°, а в ваттметрах реактивной мощности он сов-падает по фазе с напряжением.

Изменение направления тока в одной из обмоток ваттметра вызывает отклонение его подвижной системы в противоположную сторону. Поэтому при включении ваттмет-ра следует обратить внимание на разметку его зажимов.

Зажим последовательной обмотки ваттметра, присое-диняемый к генератору, носит название генераторного и от-мечается звездочкой. Зажим параллельной обмотки ватт-метра, соединяемый с последовательной обмоткой, также носит название генераторного и отмечается тем же услов-ным знаком (рис. 4.28). Большинство выпускаемых ваттмет-

ров рассчитаны на токи 5 и 10 А. Рис.4.28