Jak správně zapojit wattmetr do obvodu?

Jedním z parametrů, který charakterizuje stav elektrické sítě, je její výkon. Odráží množství práce vykonané elektrickým proudem za jednotku času. Výkon zařízení zahrnutých v elektrickém obvodu musí být v rámci výkonu sítě. V opačném případě jsou možná nepříjemná překvapení – od selhání zařízení až po zkraty a požáry.

Výkon elektrického proudu se měří speciálním přístrojem – wattmetrem. A pokud se ve stejnosměrném obvodu počítá pouhým vynásobením proudu napětím (stačí voltmetr a ampérmetr), pak se ve střídavé síti bez měřicího zařízení neobejde. Řídí také provozní režim elektrických zařízení a zohledňují spotřebu energie.

Aplikace wattmetrů

Hlavní oblastí použití je elektroenergetika a strojírenství, opravny elektrospotřebičů. Hojně se však používají i měřiče pro domácnost, které si pořizují milovníci elektroniky, počítačů i obyčejní lidé – pro zúčtování a úsporu spotřeby energie.

Wattmetry se používají pro:

• Stanovení výkonu zařízení;
• Testování elektrických sítí a jejich jednotlivých úseků;
• Testování elektrických instalací (jako indikačních zařízení);
• Monitorování provozu zařízení;
• Účtování spotřeby elektřiny.

Typy wattmetrů

Měření výkonu předchází měření proudu a napětí zkušebního úseku obvodu.

Podle způsobů měření, převodu dat a zobrazení finálních informací se wattmetry dělí na analogové a digitální.

Analogové wattmetry Existují indikační a samonahrávací a odrážejí činný výkon části obvodu. Displej indikačního zařízení má půlkruhovou stupnici a otočnou šipku. Dílky stupnice jsou odstupňovány podle konkrétních hodnot výkonu, měřených ve wattech (W).

Digitální wattmetry měřit činný i jalový výkon. Kromě toho může displej zařízení zobrazovat (kromě údajů o výkonu) také proud, napětí a spotřebu energie v průběhu času. Naměřená data lze zobrazit vzdáleně na počítači operátora.

Video o wattmetru z Číny:

Zařízení a princip činnosti

Analogové wattmetry

Nejběžnější a nejpřesnější analogové wattmetry jsou zařízení elektrodynamického systému.

Princip činnosti je založen na interakci dvou cívek. Jeden z nich je stacionární, má silné vinutí s malým počtem závitů a nízkým odporem. Zapojeno do série se zátěží. Druhá cívka je pohyblivá.

Jeho vinutí je vyrobeno z tenkého drátu a má velký počet závitů, takže jeho odolnost je vysoká.

Je připojen paralelně k zátěži a je vybaven přídavným odporem (aby se zabránilo zkratu mezi cívkami).

Při připojení zařízení k síti se v cívkách tvoří magnetická pole. Jejich interakce vytváří točivý moment, který vychyluje pohybující se cívku se šipkou k ní připojenou pod určitým úhlem.

Velikost úhlu je ekvivalentní součinu proudu a napětí v daném čase.

Digitální wattmetry

Činnost digitálního wattmetru je založena na předběžném měření proudu a napětí. K tomu jsou na vstupu instalovány následující: v sérii se zátěží – proudový senzor, paralelně – napěťový senzor. Mohou být založeny na termistorech, přístrojových transformátorech, termočláncích a dalších prvcích.

Okamžité hodnoty získaných hodnot proudu a napětí jsou přenášeny přes analogově-digitální převodník do vestavěného mikroprocesoru. Zde se provedou potřebné výpočty (zjistí se činný a jalový výkon) a zobrazí se jako konečná informace na displeji a připojených externích zařízeních.

Obrázek – Schéma zapojení wattmetru

Připojení wattmetru

Wattmetry mají čtyři svorky (2 vstupy, 2 výstupy) pro připojení. Dva z nich se používají při sestavování sériového (proudového) obvodu – je připojen jako první a dva – pro paralelní (napěťový obvod).

Začátek napěťového obvodu (vstup) je spojen se začátkem proudového obvodu (svorky propojte propojkou), připojený k jedné svorce sítě. Konec napěťového obvodu (výstup) je připojen k jiné svorce sítě.

Podívejme se na několik wattmetrů různých konstrukcí a různých výrobců:

Multifunkční digitální wattmetr CM3010 třída přesnosti 0,1

Navrženo pro měření činného výkonu, proudu, napětí a frekvence ve stejnosměrných obvodech a jednofázových střídavých obvodech; pro testování wattmetrů, ampérmetrů, voltmetrů třídy 0,3 a nižší, měřičů frekvence třídy 0,01 a nižší.

Aktuální limity měření Iп:

• na stejnosměrný a střídavý proud: 0,002-0,005-0,01-0,02-0,05-0,1-0,2-0,5-1-2-5-10 A.

Meze měření napětí Nahoru:

• постоянный ток: 1-3-7,5-15-30-75-150-300-450-700-1000 В.
• переменный ток: 1-3-7,5-15-30-75-150-300-450-700 В.

Meze měření výkonu resp. Up* Iп

Limity měření frekvence jsou od 40 do 5000 Hz.

• snížená chyba měření proudu, napětí a výkonu při stejnosměrném proudu ±0,1 %;
• snížená chyba měření proudu a napětí na střídavý proud ve frekvenčním rozsahu od 40 do 1500 Hz ±0,1 %;
• snížená chyba měření výkonu na střídavý proud ve frekvenčním rozsahu od 40 do 1000 Hz ±0,1 %;
• chyba měření relativní frekvence ve frekvenčním rozsahu od 40 do 5000 Hz ±0,003 %;

Celkové rozměry 225x100x205 mm. Hmotnost ne více než 1 kg. Spotřeba energie ne více než 5W.

Multifunkční wattmetry SM3010 jsou vyráběny dle TU 4221-047-16851585-2014, splňují požadavky TR TS 004/2011, TR TS 020/2011.

Měřicí přístroje TsP8506-120 (dále jen přístroje).

Určeno k měření činných, jalových, činných a jalových třífázových třívodičových střídavých obvodů, zobrazení aktuální hodnoty měřeného výkonu na digitálním indikátoru a její převod na analogový výstupní signál (dále jen výstupní signál).

Naměřené hodnoty jsou zobrazovány digitálně na vestavěných indikátorech. Naměřené hodnoty se zobrazují na digitálních indikátorech v jednotkách měřené hodnoty přiváděné přímo na vstup zařízení nebo v jednotkách naměřené hodnoty přiváděné na vstup proudových a napěťových transformátorů, s přihlédnutím k transformačním poměrům, ve wattech , kilowatty, megawatty, vars, kilovary, megavary. Digitální indikátory mají čtyři platné číslice.

• pro měření činného a jalového výkonu v třífázových třívodičových elektrických obvodech střídavého proudu o frekvenci 45 až 55 Hz

Stručné technické specifikace CPU8506-120 (Wattmetr)

Panelový digitální třífázový varmetr:

• Účiník: pro wattmetr cos φ=1, pro varmetr sin φ=1
• Celkové rozměry: 120x120x150 mm
• Výška cedulky: 20 mm
• Maximální rozsah zobrazení: 9999
• Třída přesnosti: 0,5
• Doba převodu: ne více než 0,5 s
• Provozní teplota: +5 . +40 stupňů C (O4.1), -40 . +50 stupňů C (UHL3.1)
• Stupeň ochrany předního panelu: IP40
• Spotřeba energie: 5VA
• Hmotnost: ne více než 1,2 kg

Wattmetr D5085 (D 5085, D-5085)

Určeno pro měření výkonu v jednofázových AC a DC obvodech a také pro testování méně přesných přístrojů.

Rozměry ne více než (205±1,45)x(290±1,6)x(135±2,0) mm.

Třída přesnosti 0,2.

Wattmetry D5085 jsou určeny pro měření výkonu v jednofázových AC a DC obvodech a také pro testování méně přesných přístrojů.

Wattmetry D5085 jsou určeny pro provoz v mírném klimatu v uzavřených, suchých, vytápěných místnostech, při okolní teplotě od 10 do 35 °C a relativní vlhkosti do 80 % (při 25 °C).

Wattmetry D5085 -04.1 (tropická verze) jsou určeny pro provoz v podmínkách suchého i vlhkého tropického klimatu v uzavřených prostorách s klimatizovaným nebo částečně klimatizovaným vzduchem při okolních teplotách od 1 do 45 °C a relativní vlhkosti do 80 % při teplotě 25 ° C (podle GOST 15150-69).

Technické specifikace

Wattmetry D5085 odpovídají třídě přesnosti 0,2 podle GOST 8476-78.

Jmenovitý účiník wattmetru je 1,0.

Jmenovitý proud paralelního obvodu wattmetru D5085 je (5 ± 0,1) mA. Běžný frekvenční rozsah wattmetru je od 45 do 500 Hz, pracovní frekvenční rozsah je 500-1000 Hz.

Hranice přípustné dodatečné chyby přístroje Wattmetr D5085, způsobené odchylkou napětí ± 20 % od jmenovité hodnoty nebo od mezí normálního rozsahu napětí, při konstantní hodnotě měřeného výkonu je rovna ± 0,2 %. konečné hodnoty rozsahu měření.

Hranice přípustné dodatečné chyby přístroje Wattmeter D5085, způsobená odchylkou frekvence od horní hranice normální oblasti na jakoukoli hodnotu v rozsahu provozních frekvencí, nepřesahuje ± 0,2 % konečné hodnoty rozsahu měření.

Hranice přípustné dodatečné chyby zařízení Wattmetr D5085, způsobené změnou okolní teploty z normální na jakoukoli teplotu v rozsahu provozních teplot při každé změně teploty o 10 °C, je rovna ±0,2 % konečné hodnoty měření. rozsah. Normální teplota je 20±2 °C, pokud není na přední straně zařízení uvedena jiná hodnota.

Další video o vestavěném wattmetru:

K přímému měření výkonu stejnosměrného obvodu se používá wattmetr. Pevná sériová cívka nebo proudová cívka wattmetru je zapojena do série s přijímači elektrické energie. Pohyblivá paralelní cívka nebo napěťová cívka zapojená do série s přídavným odporem tvoří paralelní obvod wattmetru, který je zapojen paralelně k přijímačům energie.

Úhel natočení pohyblivé části wattmetru:

a = k2IIu = k2U/Ru

kde I je proud sériové cívky; I a je proud paralelní cívky wattmetru.

Rýže. 1. Schéma zařízení a zapojení wattmetru

Protože v důsledku použití dodatečného odporu má paralelní obvod wattmetru téměř konstantní odpor ru, pak α = (k2/Ru)IU = k2IU = k3P

Podle úhlu natočení pohyblivé části wattmetru lze tedy posoudit výkon obvodu.

Stupnice wattmetru je jednotná. Při práci s wattmetrem je třeba mít na paměti, že změna směru proudu v jedné z cívek způsobí změnu směru točivého momentu a směru otáčení pohyblivé cívky, a protože stupnice wattmetru se obvykle vyrábí jednostranně, to znamená, že dílky stupnice jsou umístěny od nuly doprava, pak když je proud v jedné z cívek ve špatném směru, nebude možné určit naměřenou hodnotu pomocí wattmetru.

Z těchto důvodů byste měli vždy rozlišovat mezi svorkami wattmetru. Svorka sériového vinutí připojená ke zdroji energie se nazývá svorka generátoru a je na zařízeních a schématech označena hvězdičkou. Svorka paralelního obvodu připojená k vodiči připojenému k sériové cívce se také nazývá svorka generátoru a je označena hvězdičkou.

Při správném zapojení wattmetru jsou tedy proudy v cívkách wattmetru směrovány ze svorek generátoru na svorky negenerátoru. Pro připojení wattmetru mohou být dvě schémata (viz obr. 2 a obr. 3).

Rýže. 2. Správné schéma zapojení wattmetru

Rýže. 3. Správné schéma zapojení wattmetru

Ve schématu uvedeném na Obr. 2 je proud sériového vinutí wattmetru roven proudu energetických přijímačů, jejichž výkon je měřen, a paralelní obvod wattmetru je pod napětím U‘ větším, než je napětí přijímačů o velikost poklesu napětí v sériové cívce. V důsledku toho Рв = IU‘ = I(U+U1) = IU = IU1, tj. výkon naměřený wattmetrem se rovná výkonu měřených přijímačů energie a výkonu sériového vinutí wattmetru.

Ve schématu uvedeném na Obr. 3, napětí na paralelním obvodu wattmetru se rovná napětí na přijímačích a proud v sériovém vinutí je větší než proud spotřebovaný přijímačem o velikost proudu v paralelním obvodu wattmetru. V důsledku toho P in = U(I+Iu) = UI+ UIu, tj. výkon naměřený wattmetrem se rovná výkonu měřených přijímačů energie a výkonu paralelního obvodu wattmetru.

Pro měření, při kterých lze zanedbat výkon vinutí wattmetru, je vhodnější použít obvod znázorněný na Obr. 2, protože výkon sériového vinutí je obvykle menší než výkon paralelního vinutí, a proto budou údaje wattmetru přesnější.

Pro přesná měření je nutné zavést do odečtů wattmetru korekce, vzhledem k výkonu jeho vinutí, a v takových případech můžeme doporučit obvod na obr. 3, protože korekce se snadno vypočítá pomocí vzorce U 2 /Ru , kde Ru je obvykle známé a korekce zůstává nezměněna pro různé hodnoty proudu, pokud je U konstantní.

Když je wattmetr zapnutý podle schématu na Obr. Na obr. 2 se potenciály konců cívek liší pouze velikostí úbytku napětí v pohyblivé cívce, protože vývody generátoru cívek jsou spojeny dohromady. Pokles napětí v pohyblivé cívce je zanedbatelný ve srovnání s napětím v paralelním obvodu, protože odpor této cívky je zanedbatelný ve srovnání s odporem paralelního obvodu.

Rýže. 4. Nesprávný obvod připojení wattmetru

Na Obr. 4 je chybné schéma zapojení paralelního obvodu wattmetru. Zde jsou vývody cívek generátoru propojeny přes přídavný odpor, v důsledku čehož se potenciální rozdíl mezi konci cívek rovná napětí obvodu (někdy poměrně značných 240 – 600 V), a protože pevný a Pohyblivé cívky jsou v těsné blízkosti u sebe, jsou vytvořeny podmínky příznivé pro porušení izolace cívky. Kromě toho dojde k elektrostatické interakci mezi cívkami, které mají velmi rozdílné potenciály, což může způsobit další chybu při měření výkonu v elektrickém obvodu.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!

Nenechte si ujít aktualizace, přihlaste se k odběru našich sociálních sítí:

Jak připojit wattmetr

Výkon je důležitý parametr charakterizující elektrický obvod. Zobrazuje množství práce provedené proudem za určité časové období. Tento parametr se měří pomocí speciálních zařízení. Pro určení stejnosměrného výkonu se odeberou ampérmetr a voltmetr a výsledné hodnoty se vynásobí. V případě střídavého proudu se provádí přímé měření. K vyřešení tohoto problému se používají wattmetry.

1. určit výkon zařízení;
2. zjistit provozní režimy jednotek;
3. testovací obvody (zcela nebo zčásti);
4. sledovat spotřebu energie;
5. analyzovat parametry motorových kol a baterií;
6. testování elektrických instalací.

Wattmetry se dělí podle provedení na digitální a analogové. První měření činného a jalového výkonu. Navíc zobrazují proud, napětí a specifickou spotřebu energie. Výsledky měření jsou odesílány do počítače. Analogové modely (existují 2 varianty – záznam a zobrazení) měří činný výkon části obvodu. Dalším charakteristickým rozdílem je displej, který má šipku a odstupňovanou stupnici.

Jak správně zapojit wattmetr do elektrického obvodu

Podle návodu k wattmetru má 4 svorky – 2 vstupy a XNUMX výstupy. Jeden pár svorek se používá při sestavování sériového (proudového) obvodu. Druhá dvojice svorek je připojena za první a slouží k získání paralelního obvodu (napětí). Počáteční bod napěťového obvodu je propojen propojkou s počátečním bodem proudového obvodu, který musí být připojen ke svorce sítě. Koncový bod napěťového obvodu je připojen ke zbývající svorce.

Výsledkem je, že proudová cívka přijímá sériové spojení s výkonovými přijímači a napěťová cívka přijímá podobné spojení s přídavným odporem. Vytváří paralelní obvod umístěný paralelně k přijímačům energie.

Při změně směru proudu v 1. cívce se změní směr točivého momentu a rotace napěťové cívky. A protože měřítko analogového zařízení je často jednostranné, při nesprávném směru proudu nebude možné určit měřený parametr. Proto je nutné jasně rozlišovat mezi svorkami zařízení. Svorka sériové cívky komutovaná se zdrojem energie se nazývá svorka generátoru. Obvykle je označen hvězdičkou. Svorka paralelního obvodu připojená k vodiči ze sériové cívky se nazývá a označuje shodně.

Proto je v otázce, jak se wattmetr zapíná, důležité zajistit směr proudů v cívkách od svorek generátoru ke zbytku. Na obrázcích jsou 2 správné obvody pro připojení wattmetru. První schéma se doporučuje použít v situacích, kdy lze zanedbat výkon vinutí zařízení. Druhé schéma se používá, když jsou vyžadována vysoce přesná měření.

Jak je připojen wattmetr? Schéma zapojení

Zajištění kontroly sítí, ze kterých jsou napájeny různé elektrické spotřebiče, je důležitým opatřením, které vyžaduje náležitou péči. Pro tento účel byl vyvinut wattmetr – zařízení, kterým se měří spotřeba elektrické energie ve střídavých obvodech. Je přímo úměrná množství práce, kterou elektrický proud překoná za určitou časovou jednotku. Aby nedocházelo ke zkratům a požárům, neměl by výkon elektrických spotřebičů připojených k elektrickému obvodu překročit výkon samotných sítí. Tento článek vám umožní seznámit se s principy fungování zařízení a také se dozvědět o tom, jak je wattmetr připojen k elektrickému obvodu.

Způsoby připojení zařízení

Wattmetr má 4 svorky – 2 pro každý vstup a výstup. Zatímco první dvojice svorek slouží k výrobě sériového obvodu (proud), druhý plní funkci paralelního obvodu (napětí). Mezi nimi je instalován jumper a celé je to připojeno k síťovému terminálu. V důsledku toho se proudová cívka zapojí do série a paralelní zapojí identické zapojení pouze s přídavným odporem. Při vytváření paralelní sítě probíhá umístění cívky paralelně k přijímačům energie.

Hlavní věc, kterou musíte pochopit ve spínacím obvodu wattmetru, je směr proudu v cívkách, který prochází od svorek generátoru ke všem ostatním. První z nich jsou připojeny pomocí jednoho vodiče. Přesný odečet přístroje závisí na připojení těchto svorek k jednomu vodiči, zatímco druhý vodič je nutný pro sériové zapojení v obvodu pomocí pevné cívky. Pokud je proud z vodiče ke svorce 2A, pak by naměřený proud také neměl překročit tento indikátor.

Když nastane změna směru proudu v jedné z cívek, znamená to změnu směru točivého momentu a také směru otáčení pohybující se cívky. Pokud je tedy směr proudu nesprávný, naměřenou hodnotu na zařízení nebude možné určit.

Další funkce zařízení

Wattmetr také umožňuje:

• Určete množství spotřebovaného světla (kilowatt/h)
• Zjistěte, kolik času stráví spotřebitel elektřiny v domácnosti prováděním konkrétní práce
• Spočítejte si náklady na energii za konkrétní časový interval.

Wattmetr

Wattmetr je zařízení pro měření činného výkonu spotřebovaného v části elektrického obvodu.

Při návrhu proudového vinutí se pro eliminaci vlivu na elektrický obvod snaží o co nejmenší vnitřní odpor. Ideální wattmetr má nulový vnitřní odpor proudového vinutí.

Při návrhu napěťového vinutí se pro eliminaci vlivu na elektrický obvod snaží o co největší vnitřní odpor. Ideální wattmetr má vnitřní odpor napěťového vinutí rovný nekonečnu.

Proudové vinutí wattmetru je zapojeno sériově do obvodu, kde je potřeba měřit výkon odebíraný přijímači, napěťové vinutí je zapojeno paralelně do části obvodu, kde je potřeba měřit výkon.

Přednášky o TOE

• Historie elektrotechniky
• TOE a elektronika
• Základní informace
  • Základní definice
  • Topologie obvodu
  • Konverze obvodu
  • Prvky elektrického obvodu
  • Provozní režimy
  • Stejnosměrný proud
  • Střídavý proud
  • DC
  • Střídavý proud
  • Moc
  • Magnetické pole
  • Permanentní MDS
  • proměnná MDS
  • Feromagnetické materiály
  • Jednofázový transformátor
  • Třífázový transformátor
  • DC
  • Střídavý proud
  • Elektrický pohon
  • Parametry
  • Rovnice
  • Ekvivalentní obvody
  • Filtry
  • Volnoběh
  • Zkrat
  • Charakteristická impedance
  • Spread faktor
  • Přenosová funkce
  • Zpětné vazby
  • Přehled
  • Klasická metoda
  • Metoda operátora
  • Duhamelův integrál
  • Základní literatura
  • další literatura
  • Sbírky problémů
  1. Kde jsou povoleny prostory provozovatele?
  2. Jaké typy okulárů má mikroskop?
  3. Proč je směr proudu opačný než směr pohybu elektronů?
  4. Proč tranzistor prochází střídavým proudem?