Jak správně zapojit wattmetr do stejnosměrného obvodu
Má wattmetr na jmenovitý proud 5 A a jmenovité napětí 300 V. Jak jej připojit k elektrické síti?
Je-li zatěžovací proud Azx menší než přípustný proud, tedy v tomto případě menší než 5 A, a je-li napětí v měřicím obvodu menší než přípustné napětí cívky, tedy menší než 300 V, pak spínací obvod má následující tvar (obr. 1, a): nejprve zapněte sériovou cívku wattmetru — shromážděte proudový obvod (znázorněný na obrázku tučnou čarou), poté shromážděte napěťový obvod, k tomu začátek Napěťová cívka wattmetru je připojena ke můstku K na začátek proudové cívky připojené k jedné ze svorek sítě a konec napěťové cívky připojen k jiné svorce sítě.
Obrázek 1. Schémata připojení wattmetru: a — přímo v síti správně, b — nesprávně, c — v síti s vysokým napětím a vysokým proudem.
Někdy, když je v něm zapnutý obvod zahrnují odpor propojky (obr. 1, b).To nelze provést, protože v tomto případě propojkou prochází provozní proud a nikoli malý proud napěťového obvodu, jak je uvedeno výše. V proudovém obvodu wattmetrové cívky, která má nízký odpor, se navíc přidává odpor samotné propojky a dva odpory kontaktních přechodů. To vše vede ke vzniku další chyby v měření výkonu.
Není-li stupnice přístroje kalibrována ve výkonových jednotkách (například ve vícelimitním elektrodynamickém wattmetru), ale má určitý počet dílků N, pak pro měření výkonu na tomto limitu měření se použije hodnota dílku wattmetr musí být určen podle vzorce:
SN = AznUn/H,
kde Un — jmenovité napětí wattmetru nebo mez měření napětí, Azn — proud wattmetru nebo mez měření proudu, A, N — počet dílků stupnice wattmetru (obvykle 100 nebo 150).
Nechť je dán wattmetr s Un = 150 V, Аzn = 5 A an= 150. Pak dělicí náklady na zařízení Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,
Chcete-li určit výkon podle údajů zařízení, potřebujete údaje zařízení v dílcích stupnice n vynásobené cenou za dílek Cn:
P = nSn.
Pokud je síťové napětí větší než povolené napětí napěťové cívky a proud je větší než povolený proud proudové cívky, pak je nutné obvod konstantního proudu pro připojení zařízení použijte přídavný odpor a měřící bočník (obr. 1, c).
Jak vypočítat odpor přídavného rezistoru a bočníku pro připojení wattmetru na stejnosměrný obvod
Hodnotu bočníkového odporu pro připojení wattmetru pro obvod znázorněný na obrázku 1, c, lze určit podle vzorce:
rw = ra (p – 1) = ra (Ia / In – 1),
kde ra — odpor proudového vinutí wattmetru, Ohm, p Boční koeficient je a hodnota odporu přídavného rezistoru je z výrazu rd = rv (q — 1) = rv (U / Un — 1) ,
kde rv je odpor napěťové cívky wattmetru, ohmy.
Například pro wattmetr se jmenovitým napětím napěťové cívky Un = 150 V a jmenovitým proudem proudové cívky Azn = 5 A, zařazeným do měřicího obvodu s napětím 220 V (obr. 1, c) při proudem cca 20 A, je třeba počítat s odpory přídavného rezistoru a bočníku.
Hodnota odporu bočníku rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,
pak je k připojení wattmetru zapotřebí bočník, jehož odpor je třikrát menší než odpor proudového obvodu wattmetru. Odpor přídavného rezistoru ra = rv (220/150—1) = 0,46 rv,
Skutečná hodnota výkonu P = Pwpq, kde Pw je údaj wattmetru, pokud je jeho stupnice kalibrována v jednotkách výkonu.
Pokud je wattmetr zapojen bočníkem, lze hodnotu separace určit následovně:
C'n = (UnAzn / pq) = Cn x p x q
V uvedeném příkladu je p = 4 a q = 1,46, proto je třeba hodnotu wattmetru vynásobit 5,86, abychom určili skutečnou hodnotu výkonu, což je nepohodlné. Proto při výběru bočníku a přídavného rezistoru mají tendenci brát koeficienty q a p rovné celým číslům.
V tomto příkladu je vhodné vzít p = 5 a q = 2, tj.rw = ра / 4 a Rd=rv, pak lze naměřenou hodnotu výkonu určit vynásobením odečtů přístroje 10. Nová hodnota dělení wattmetru bude rovna C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / díl,
kde 150 x 2 = 300 V je nový limit měření napětí wattmetru, 5 x 5 = 25 A je nový limit měření proudu wattmetru.
Externí přídavný odpor by měl být zařazen pouze za napěťovým vinutím wattmetru, nikoli před ním, jinak může potenciál pohyblivé cívky vůči stacionární dosáhnout hodnot nebezpečných pro izolaci.
