Вимірювання потужності однофазної та трифазної мережі ватметром
Для вимірювання потужності постійного струму достатньо виміряти напругу вольтметром та струм амперметром (метод амперметра та вольтметра). Найчастішевимірювання потужності здійснюється одним приладом -ваттметром.
Для вимірювання потужності постійного струму достатньо виміряти напругу вольтметром та струм амперметром. Результат визначається за формулою
Метод амперметра і вольтметра придатний для вимірювання повної потужності S = U·I, а також активної потужності змінного струму, якщо cosφ = 1
Найчастіше вимірювання потужності здійснюється одним приладом -ваттметром. Для вимірювання потужності найкращою є електродинамічна система.
Ця система є дві котушки (рисунок 1), одна з яких нерухома, а інша – рухлива. Обидві котушки підключаються до мережі і взаємодія їх магнітних полів призводить до повороту рухомої котушки відносно нерухомої.
Рисунок 1 – Електродинамічна система вимірювання потужності
З рівняння α = k' I1 I2 видно, що шкала електродинамічної системи має квадратичний характер. Для усунення цього недоліку підбирають геометричні розміри котушок таким чином, щоб навчити шкалу, близьку до рівномірної.
Ваттметр забезпечений двома вимірювальними елементами у вигляді двох котушок: послідовної та паралельної. По першій котушці тече струм, пропорційний навантаженню, а по другій - пропорційний напрузі в мережі.
Кут повороту рухомої частини електродинамічного ватметра пропорційний добутку струму і напруги у вимірювальних котушках:
На малюнку 2 показана схема включення ватметра в однофазну мережу.
Малюнок 2 – Схема включення ватметра в однофазну мережу (точками позначені генераторні затискачі ватметра)
Малюнок пристрою ватметра електродинамічної системи та схема включення ватметра в мережу представлена на малюнку 3.
Малюнок 3 – Малюнок обмоток ватметра електродинамічної системи та схема включення ватметра в мережу: Н – навантаження; 1 – обмотка для вимірювання струму навантаження; 2 – обмотка для вимірювання напруги на навантаженні
У трифазних мережах для вимірювання потужності використовують один, два і три ватметри. Якщо навантаження симетричне і включене «зіркою», достатньо одного ватметра (рисунок 4, а). Якщо в цій же схемі навантаження несиметричне по фазах, то використовуються три ватметри (рисунок 4, б). У схемі з'єднання споживачів «трикутником» вимірювання потужності проводиться двома ватметрами (рисунок 4, в).
Рисунок 4 – Вимірювання потужності у трифазних мережах: а) вимірювання потужності симетричного трифазного навантаження, включеного за схемою зірка з нульовим проводом (чотирипровідна мережа), одним ватметром; б) вимірювання потужності трифазного навантаження, включеної за схемою зірка з нульовим проводом (чотирипровідна мережа), методом трьох ватметрів; в) вимірювання потужності трифазного навантаження, включеного до трипровідної мережі, методом двох ватметрів
Основною перевагою ватметра є висока точність вимірювання. До недоліків відносяться мала перевантажувальна здатність, низька чутливість до малих сигналів, помітний вплив зовнішніх магнітних полів.