Книга: Електровимірювальні прилади. Техніка електричних вимірювань

.

2. Визначаємо напругу на затисках кола за (9.3):

U = С _п n = 2×110 = 220 В .

Для вимірювання активної потужності в колі служить ватметр , літерне позначення якого на принципових електричних схемах – РW . Вимірювальний механізм ватметра складається з двох котушок: нерухомої та рухомої, зв'язаної зі стрілкою приладу. Нерухома котушка (струмова обмотка) має невелику кількість витків та виконана з проводу із великим перетином; включається в коло послідовно. Рухома котушка (обмотка напруги) має велику кількість витків та виконана з проводу із невеликим перетином; включається в коло паралельно. Струми в котушках повинні протікати в одному напрямку, щоб стрілка приладу відхилялася вправо від нуля, для цього затиски приладу зі знаком «* » поєднують у загальний вузол. Принцип дії ватметра заснований на явищі електромагнітної сили, яка виникає при протіканні струму в обох котушках, в результаті чого виникає обертаючий момент прямо пропорційний струмам у котушках. Сила струму в рухомій котушці пропорційна напрузі в колі, тому що вона включається паралельно. Сила струму в нерухомій котушці пропорційна силі струму в колі, тому що вона включається послідовно. Отже, обертаючий момент, який діє на рухому котушку, пропорційний активній потужності в колі. Таким чином, ватметр має дві межі вимірювання: за струмом і за напругою, тому межа вимірювання та ціна поділки ватметра визначаються так:

; (9.9)

, (9.10)

де I _max – межа вимірювання ватметра за струмом, А ;

U _max – межа вимірювання ватметра за напругою, В .

Вибір ватметра для вимірювань здійснюється в такий спосіб: межа вимірювання приладу за струмом повинна перевищувати передбачуване значення сили струму в колі, межа вимірювання приладу за напругою повинна перевищувати передбачуване значення напруги в колі. Для розширення меж вимірювання ватметра використовують трансформатори струму і напруги (або шунти і додаткові опори).

Принципова електрична схема включення ватметра для вимірювання потужності, яку споживає навантаження в однофазному колі змінного струму, показана на рис.9.3.

Приклад 9.3

Ватметр, на шкалі якого 150 поділок , має межу вимірювання за струмом 20 А та межу вимірювання за напругою 300 В . При включенні ватметра в коло його стрілка відхилилася на 90 поділок .

Визначити ціну поділки приладу та активну потужність у колі.

Рішення.

1. Визначаємо межу вимірювання приладу за (9.9):

Р _max = I _max U _max = 20×300 = 6000 Вт .

2. Визначаємо ціну поділки приладу за (9.10):

.

3. Визначаємо активну потужність у колі за (9.3):

Р = С _П n = 20×90 = 1800 Вт .

Значення коефіцієнта потужності можна визначити за показаннями амперметра, вольтметра та ватметра:

, (9.11)

де cos j – коефіцієнт потужності;

A_PW – показання ватметра, Вт ;

A_PV – показання вольтметра, В ;

А_РА – показання амперметра, А .

Приклад 9.4