ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
34
При подключении ваттметра по схеме, представленной на рис.23.а , парал-
лельная цепь ваттметра находится под напряжением U
вх
, большим, чем напряже-
ние U на нагрузке Z на величину падения напряжения U
i
на токовой катушке .
Следовательно , мощность , измеряемая ваттметром, равна :
P
x
=I·U
вх
=I·(U+U
i
)=P+P
i
, где Р –
мощность нагрузки , P
i
– мощность
токовой катушки . Если Z» R
i
, то P » P
i
и методической погрешность
измерения мощности , равной δ=P
i
/P, можно пренебречь. Поэтому схе -
Рис.23 ма включения ваттметра, представ-
ленная на рис.23.а , применяется для
измерения мощности нагрузки с большим сопротивлением.
При включении ваттметра по схеме, приведенной на рис.23.б , ток I+I
u
в по-
следовательной катушке ваттметра превышает величину тока I нагрузки на вели-
чину тока в параллельной цепи, напряжение которой равно напряжению нагрузки
U. В этом случае мощность , измеряемая ваттметром, равна: P
x
=
=(I+I
u
)·U=I·U+I
u
·U=P+P
u
, а методическая погрешность определения мощности
δ =Z/R
u
пропорциональна сопротивлению нагрузки . Поэтому схема включения
ваттметра, представленная на рис.23.б , применяется для измерения мощности
низкоомной нагрузки .
При точных измерениях мощности необходимо вводить поправки , обуслов-
ленные потерями мощности в последовательной (P
i
) и в параллельной (P
u
) ка -
тушках. Поскольку P
i
«P
u
, то показания ваттметра, включенного по схеме, при-
веденной на рис.23.а , будут более точными. Поэтому при измерении активной
мощности в однофазной цепи электродинамический ваттметр включают преиму-
щественно по схеме рис.23.а .
В цепи переменного тока с напряжением u=U·
2
·sinωt и током i=I·
2
··sin(ωt-φ) ток в катушке напряжения с сопротивлением Z
u
равен i
u
=
=(U· 2 /Z
u
)·sin(ωt-φ
u
) и отстает по фазе от напряжения на угол φ
u
(рис.24), тангенс
которого равен tgφ
u
=x
u
/r
u
, где x
u
и r
u
- соответственно реактивное и активное
сопротивление катушки напряжения. Угол пово -
рота подвижной системы электродинамического
ваттметра при измерении мощности переменного
тока описывается уравнением: α=k·I·I
u
·cos(φ-φ
u
)=
k·I·I
u
·cosψ . Полагая сопротивление цепи напря-
жения Z
u
постоянным, можно записать :
α=k·I·(U/Z
u
)··cosψ =(k/Z
u
)·I·U·cosψ =k
2
·I·U·cosψ .
Поскольку сопротивление цепи напряжения Z
u
можно считать активным (для этого параллельно
R
д
включают конденсатор, который компенсирует Рис.24
индуктивное сопротивление обмотки ), то есть
34
П р и п о д клю че ни и ва ттм е тр а п о схе м е , п р е д ста вле нно й на р и с.23.а , п а р а л-
ле льна я ц е п ь ва ттм е тр а на хо д и тся п о д на п р яж е ни е м Uвх , б о льши м , че м на п р яж е -
ни е U на на гр узке Z на ве ли чи ну п а д е ни я на п р яж е ни я Ui на то ко во й ка тушке .
Сле д о ва те льно , м о щ но сть, и зм е р яе м а я ва ттм е тр о м , р а вна :
Px=I· Uвх =I· (U+Ui)=P+Pi , гд е Р –
м о щ но сть на гр узки , Pi – м о щ но сть
то ко во й ка тушки . Если Z» Ri, то P» Pi
и м е то д и че ско й п о гр е шно сть
и зм е р е ни я м о щ но сти , р а вно й δ =Pi
/P, м о ж но п р е не б р е чь. П о это м у схе -
Ри с.23 м а вклю че ни я ва ттм е тр а , п р е д ста в-
ле нна я на р и с.23.а , п р и м е няе тся д ля
и зм е р е ни я м о щ но сти на гр узки с б о льши м со п р о ти вле ни е м .
П р и вклю че ни и ва ттм е тр а п о схе м е , п р и ве д е нно й на р и с.23.б , то к I+Iu в п о -
сле д о ва те льно й ка тушке ва ттм е тр а п р е выша е тве ли чи ну то ка I на гр узки на ве ли -
чи ну то ка в п а р а лле льно й ц е п и , на п р яж е ни е ко то р о й р а вно на п р яж е ни ю на гр узки
U. В это м случа е м о щ но сть, и зм е р яе м а я ва ттм е тр о м , р а вна : Px=
=(I+Iu)· U=I· U+Iu· U=P+Pu, а м е то д и че ска я п о гр е шно сть о п р е д е ле ни я м о щ но сти
δ =Z/Ru п р о п о р ц и о на льна со п р о ти вле ни ю на гр узки . П о это м у схе м а вклю че ни я
ва ттм е тр а , п р е д ста вле нна я на р и с.23.б , п р и м е няе тся д ля и зм е р е ни я м о щ но сти
ни зко о м но й на гр узки .
П р и то чных и зм е р е ни ях м о щ но сти не о б хо д и м о вво д и ть п о п р а вки , о б усло в-
ле нные п о те р ям и м о щ но сти в п о сле д о ва те льно й (Pi) и в п а р а лле льно й (Pu) ка -
тушка х. П о ско льку Pi «Pu , то п о ка за ни я ва ттм е тр а , вклю че нно го п о схе м е , п р и -
ве д е нно й на р и с.23.а , б уд ут б о ле е то чным и . П о это м у п р и и зм е р е ни и а кти вно й
м о щ но сти в о д но ф а зно й ц е п и эле ктр о д и на м и че ски й ва ттм е тр вклю ча ю тп р е и м у-
щ е стве нно п о схе м е р и с.23.а .
В ц е п и п е р е м е нно го то ка с на п р яж е ни е м u=U· 2 · sinωt и то ко м i=I· 2
··sin(ωt-φ) то к в ка тушке на п р яж е ни я с со п р о ти вле ни е м Zu р а ве н iu=
=(U· 2 /Zu)· sin(ωt-φ u) и о тста е тп о ф а зе о тна п р яж е ни я на уго л φ u (р и с.24), та нге нс
ко то р о го р а ве н tgφ u=xu /ru , гд е xu и ru - со о тве тстве нно р е а кти вно е и а кти вно е
со п р о ти вле ни е ка тушки на п р яж е ни я. Уго л п о во -
р о та п о д ви ж но й си сте м ы эле ктр о д и на м и че ско го
ва ттм е тр а п р и и зм е р е ни и м о щ но сти п е р е м е нно го
то ка о п и сыва е тся ур а вне ни е м : α=k· I·Iu·cos(φ-φ u)=
k· I·Iu·cosψ . П о ла га я со п р о ти вле ни е ц е п и на п р я-
ж е ни я Zu п о сто янным , м о ж но за п и са ть :
α=k· I·(U/Zu)· ·cosψ =(k/Zu)· I·U· cosψ =k2· I·U· cosψ .
П о ско льку со п р о ти вле ни е ц е п и на п р яж е ни я Zu
м о ж но счи та ть а кти вным (д ля это го п а р а лле льно
Rд вклю ча ю тко нд е нса то р , ко то р ый ко м п е нси р уе т Ри с.24
и нд укти вно е со п р о ти вле ни е о б м о тки ), то е сть
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- …
- следующая ›
- последняя »
