قياس التيار المستمر والتيار المتردد أحادي الطور

من التعبير عن القدرة الحالية المباشرة P = IU ، يمكن ملاحظة أنه يمكن قياسها باستخدام مقياس التيار الكهربائي وجهاز الفولتميتر بطريقة غير مباشرة. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، من الضروري إجراء قراءات متزامنة من جهازين وحسابات ، مما يعقد القياسات ويقلل من دقتها.

لقياس القوة في العاصمة و التيار المتردد أحادي الطور يستخدمون أجهزة تسمى wattmeters التي تستخدم آليات القياس الكهروديناميكية والديناميكية الحديدية.

يتم إنتاج مقاييس الواط الديناميكية الكهروديناميكية على شكل أجهزة محمولة ذات فئات دقة عالية (0.1 - 0.5) وتستخدم للقياسات الدقيقة لطاقة التيار المتردد والتيار المستمر عند الترددات الصناعية والمرتفعة (حتى 5000 هرتز). غالبًا ما توجد مقاييس الواط الديناميكي الحديدي في شكل أدوات لوحة ذات فئة دقة منخفضة نسبيًا (1.5 - 2.5).

تستخدم مقاييس الواط هذه بشكل رئيسي في التيار المتردد للتردد الصناعي. في التيار المباشر ، لديهم خطأ كبير بسبب تباطؤ النوى.

لقياس الطاقة عند الترددات العالية ، يتم استخدام مقاييس الواط الكهروحرارية والإلكترونية ، وهي آلية قياس كهرومغناطيسية مزودة بقدرة نشطة لتوجيه محول التيار. يقوم محول الطاقة بتنفيذ عملية الضرب ui = p والحصول على إشارة عند الخرج الذي يعتمد على واجهة المستخدم للمنتج ، أي الطاقة.

في التين. 1 ، وإمكانية استخدام آلية قياس كهروديناميكية لبناء مقياس واط وقياس القدرة.

أرز. 1. مخطط تبديل الواطميتر (أ) ومخطط المتجه (ب)

يُطلق على الملف الثابت 1 ، المتصل في سلسلة بدائرة الحمل ، الدائرة التسلسلية لوطميتر ، الملف المتحرك 2 (بمقاوم إضافي) ، متصل بالتوازي مع الحمل ، الدائرة الموازية.

لوطميتر ثابت:

ضع في اعتبارك تشغيل مقياس كهربائي ديناميكي على التيار المتردد. مخطط متجه الشكل 1 ، (ب) مبني على الطبيعة الاستقرائية للحمل. المتجه الحالي Iu تتخلف الدائرة الموازية خلف المتجه U بالزاوية γ بسبب بعض محاثة الملف المتحرك.

ويترتب على هذا التعبير أن الواطميتر يقيس القدرة بشكل صحيح فقط في حالتين: عندما γ = 0 و γ = φ.

يمكن تحقيق حالة γ = 0 عن طريق الإنشاء صدى الجهد في دائرة متوازية ، على سبيل المثال ، من خلال تضمين مكثف C من السعة المقابلة ، كما هو موضح بخط منقط في الشكل. 1 ، أ. ومع ذلك ، فإن صدى الجهد سيكون فقط عند تردد معين. تم انتهاك شرط تغيير التردد γ = 0. عندما لا تساوي 0 ، يقيس الواطميتر القدرة بخطأ βy ، وهو ما يسمى الخطأ الزاوي.

عند قيمة صغيرة للزاوية γ (γ عادة لا تزيد عن 40-50 ') ، خطأ نسبي

عند الزوايا φ القريبة من 90 درجة ، يمكن أن يصل الخطأ الزاوي إلى قيم كبيرة.

الخطأ الثاني المحدد للواط هو الخطأ الناجم عن استهلاك الطاقة لملفاته.

عند قياس الطاقة التي يستهلكها الحمل ، اثنان دوائر تبديل الواطميتر، تختلف في إدراج دائرتها الموازية (الشكل 2).

أرز. 2. مخططات لتشغيل اللف الموازي لوطميتر

إذا لم نأخذ في الاعتبار تحولات الطور بين التيارات والفولتية في الملفات واعتبر الحمل H نشطًا تمامًا ، فإن الأخطاء a) و β (b) ، بسبب استهلاك الطاقة لملفات مقياس الواط ، من أجل دوائر التين. 2 ، أ و ب:

حيث P.i و P.ti - على التوالي ، الطاقة التي تستهلكها السلسلة والدوائر المتوازية لمقياس الواط.

من الصيغ الخاصة بـ a) و β (b) ، يمكن ملاحظة أن الأخطاء يمكن أن يكون لها قيم ملحوظة فقط عند قياس القدرة في الدوائر منخفضة الطاقة ، أي عندما يتناسب Pi و P.ti مع Rn.

إذا قمت بتغيير علامة واحدة فقط من التيارات ، فسيتغير اتجاه انحراف الجزء المتحرك من الواطميتر.

يحتوي مقياس الواطميتر على زوجين من المشابك (دوائر متسلسلة ومتوازية) واعتمادًا على إدراجها في الدائرة ، يمكن أن يكون اتجاه انحراف المؤشر مختلفًا. من أجل التوصيل الصحيح لمقياس الواطميتر ، يتم تمييز أحد كل زوج من المشابك بعلامة «*» (علامة النجمة) ويسمى «مشبك المولد».