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 M в= kI 1 I 2. Если сопротивление R будет постоянным, то I 2= U, где R = R Rg. Следовательно, M в= kI 1 U = 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 M ПР= a M Уд, a M Уд= 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

M МГН= ki i 2= ki r + r = k i u = k P, т. е. мгновенный момент вращения

ò ò ò

1 1

T T T

M cp= 1 iM мгн dt = 1 IK i udt = 1 iK 1Imsinw t × Um ×sin(w t +f) dt = 0 0 0

[

]

i

ò ò

1 1

T T

KUm Imsinw t ×sin(w t +f) dt = KUm Im i 1cosf−cos(2w t +f) dt = K Ul cosf 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 M ПР= M Уд и при установившемся отклонении kUI cosf a M Уд, откуда a = kUI cosf= 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

Дата добавления: 2014-10-15