โดยปกติแล้วจะวัดกำลังโดยใช้วัตต์ของระบบอิเล็กโทรไดนามิก ซึ่งมีคอยล์อยู่ 2 คอยล์ คือแบบคงที่และแบบเคลื่อนที่ได้

ขดลวดเคลื่อนที่ซึ่งทำจากลวดเส้นบางมาก มีความต้านทานที่บริสุทธิ์ และเรียกว่าขดลวดคู่ขนาน มีการเชื่อมต่อแบบขนานกับส่วนของวงจร เช่น โวลต์มิเตอร์ ติดแน่นกับลูกศร (ตัวชี้) มันสามารถหมุนในสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยขดลวดคงที่

ขดลวดคงที่ที่ทำจากลวดค่อนข้างหนามีความต้านทานแอคทีฟน้อยมากและเรียกว่าขดลวดแบบอนุกรม ต่อกับวงจรแบบอนุกรม เช่น แอมมิเตอร์

บน แผนภาพการเดินสายไฟ wattmeter ถูกแสดงดังแสดงในรูปที่ 3.22. ปลายคู่หนึ่ง (โดยปกติจะเป็นแนวนอนในรูป) เป็นของขดลวดแบบอนุกรม ส่วนปลายอีกคู่หนึ่ง (แนวตั้งในรูป) เป็นของขดลวดคู่ขนาน ที่ปลายของที่หนีบม้วนที่มีชื่อเดียวกัน (เช่น ที่จุดเริ่มต้นของขดลวด) เป็นเรื่องปกติที่จะใส่จุด

แรงบิดของวัตต์และการอ่านค่าเป็นสัดส่วนกับส่วนที่แท้จริงของผลคูณของแรงดันไฟฟ้าเชิงซ้อนบนขดลวดคู่ขนานของวัตต์มิเตอร์และคอนจูเกตที่ซับซ้อนของกระแสที่ไหลเข้าสู่จุดสิ้นสุดของขดลวดอนุกรม (กระแส) ของ วัตต์มิเตอร์และติดตั้งจุด:

แรงดันไฟฟ้าบนขดลวดคู่ขนานมีค่าเท่ากับความต่างศักย์ระหว่างปลายซึ่งมีจุด (จุด a) และจุดสิ้นสุดซึ่งไม่มีจุด (จุด) สันนิษฐานว่ากระแสไหลเข้าปลายชุดที่คดเคี้ยวซึ่งมีจุด

ราคาหารของวัตต์มิเตอร์จะพิจารณาจากผลคูณของผลิตภัณฑ์ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและกระแสไฟฟ้าที่กำหนด (ระบุไว้ที่ด้านหน้าของอุปกรณ์) หารด้วยจำนวนหน่วยของมาตราส่วน

ตัวอย่างที่ 41. แรงดันไฟฟ้าของวัตต์มิเตอร์คือ 120 V กระแสไฟที่กำหนดคือ 5 A มาตราส่วนมี 150 ดิวิชั่น หาค่าหารของวัตต์มิเตอร์

วิธีการแก้. การแบ่งราคาของวัตต์เท่ากับ

สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าวงจรโดยตรง กระแสตรงใช้วัตต์มิเตอร์ ขดลวดแบบคงที่หรือขดลวดกระแสของวัตต์มิเตอร์เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับเครื่องรับ พลังงานไฟฟ้า. ขดลวดขนานหรือแรงดันไฟฟ้าแบบเคลื่อนที่ได้ซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่มีความต้านทานเพิ่มเติมจะสร้างวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์ ซึ่งเชื่อมต่อแบบขนานกับเครื่องรับพลังงาน

มุมการหมุนของส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของวัตต์มิเตอร์:

α = k2IIu = k2U/Ru

ที่ไหน I - กระแสไฟแบบซีรีย์; ฉัน และ - กระแสของขดลวดคู่ขนานของวัตต์มิเตอร์

ข้าว. 1. แบบแผนของอุปกรณ์และการเชื่อมต่อของวัตต์

เนื่องจากผลของการใช้ความต้านทานเพิ่มเติม วงจรขนานของวัตต์จึงทำได้จริง ความต้านทานคงที่ ru แล้ว α = (k2/Ru)IU = k2IU = k3P

ดังนั้นด้วยมุมการหมุนของส่วนที่เคลื่อนที่ของวัตต์ เราสามารถตัดสินพลังของวงจรได้

มาตราส่วนวัตต์มีความสม่ำเสมอ เมื่อทำงานกับวัตต์จะต้องจำไว้ว่าการเปลี่ยนแปลงทิศทางของกระแสในขดลวดตัวใดตัวหนึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของแรงบิดและทิศทางการหมุนของขดลวดเคลื่อนที่และตั้งแต่มาตราส่วนของ วัตต์มิเตอร์มักจะทำด้านเดียวเช่น การแบ่งมาตราส่วนตั้งอยู่จากศูนย์ไปทางขวาดังนั้นหากทิศทางของกระแสในขดลวดใดขดลวดหนึ่งจะไม่สามารถกำหนดค่าที่วัดได้โดยใช้วัตต์

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ เราจึงควรแยกความแตกต่างระหว่างแคลมป์ของวัตต์ ขั้วต่อขดลวดอนุกรมที่เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานเรียกว่าขั้วต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และทำเครื่องหมายบนเครื่องมือและไดอะแกรมด้วยเครื่องหมายดอกจัน ขั้วต่อวงจรสาขาที่ต่ออยู่กับสายไฟที่ต่อกับขดลวดแบบอนุกรมเรียกอีกอย่างว่าขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมีเครื่องหมายดอกจันกำกับอยู่

ดังนั้นด้วยวงจรสวิตชิ่งที่ถูกต้องของวัตต์มิเตอร์ กระแสในขดลวดวัตต์จึงถูกส่งตรงจากแคลมป์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังตัวที่ไม่ใช่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีสองรูปแบบสำหรับการเปิดวัตต์ (ดูรูปที่ 2 และรูปที่ 3)

ข้าว. 2. รูปแบบที่ถูกต้องเปิดวัตต์มิเตอร์

ข้าว. 3. วงจรที่ถูกต้องสำหรับการเปิดวัตต์มิเตอร์

ในแผนภาพที่ระบุในรูปที่ 2 กระแสของอนุกรมที่คดเคี้ยวของวัตต์เท่ากับกระแสของเครื่องรับพลังงานที่มีการวัดกำลังไฟฟ้าและวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์นั้นได้รับพลังงาน U "มากกว่าแรงดันไฟฟ้าของเครื่องรับตามปริมาณแรงดันไฟฟ้าตก ในขดลวดอนุกรม ดังนั้น Pv \u003d IU" \u003d I (U + U1 ) = IU = IU1 นั่นคือ กำลังที่วัดโดย wattmeter เท่ากับกำลังของเครื่องรับพลังงานที่จะวัดและกำลังของอนุกรม คดเคี้ยวของวัตต์

ในแผนภาพที่ระบุในรูปที่ 3 แรงดันไฟฟ้าบนวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์เท่ากับแรงดันไฟฟ้าบนเครื่องรับและกระแสในขดลวดแบบอนุกรมมากกว่ากระแสที่เครื่องรับใช้โดยปริมาณกระแสในวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์ ดังนั้น P ใน \u003d U (I + Iu) \u003d UI + UIu นั่นคือ กำลังที่วัดโดยวัตต์จะเท่ากับกำลังของเครื่องรับพลังงานที่จะวัดและกำลังของวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์

สำหรับการวัดที่สามารถละเลยกำลังของขดลวดวัตต์มิเตอร์ได้ ควรใช้วงจรที่แสดงในรูปที่ 2 เนื่องจากโดยปกติกำลังของขดลวดแบบอนุกรมจะน้อยกว่าการพันแบบขนาน ดังนั้นการอ่านค่าวัตต์จึงแม่นยำกว่า

สำหรับการวัดที่แม่นยำ จำเป็นต้องแนะนำการแก้ไขในการอ่านค่า wattmeter เนื่องจากกำลังของขดลวด และในกรณีเช่นนี้ แนะนำให้ใช้วงจรในรูปที่ 3 เนื่องจากการแก้ไขสามารถคำนวณได้ง่ายโดยใช้สูตร U 2 / Ru โดยที่ Ru มักจะรู้จักและการแก้ไขยังคงไม่เปลี่ยนแปลงที่ ค่านิยมที่แตกต่างกันปัจจุบันถ้า U เป็นค่าคงที่

เมื่อคุณเปิดวัตต์มิเตอร์ตามวงจรในรูปที่ 2 ศักยภาพของปลายขดลวดแตกต่างกันตามปริมาณแรงดันไฟฟ้าตกในขดลวดเคลื่อนที่เท่านั้น เนื่องจากขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของขดลวดเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน แรงดันตกคร่อมในขดลวดเคลื่อนที่นั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าในวงจรขนาน เนื่องจากความต้านทานของขดลวดนี้มีน้อยมากเมื่อเทียบกับความต้านทานของวงจรขนาน

ข้าว. 4. วงจรสวิตชิ่งวัตต์ไม่ถูกต้อง

ในรูป 4 แสดงวงจรที่ไม่ถูกต้องสำหรับการเชื่อมต่อวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์ ที่นี่ขั้วกำเนิดของขดลวดเชื่อมต่อผ่านความต้านทานเพิ่มเติมซึ่งเป็นผลมาจากความต่างศักย์ระหว่างปลายขดลวดเท่ากับแรงดันวงจร (บางครั้งสำคัญมาก 240 - 600 V) และตั้งแต่คงที่และ ขดลวดเคลื่อนที่อยู่ใกล้กัน เงื่อนไขเอื้ออำนวยต่อการแตกฉนวนของขดลวด นอกจากนี้ จะสังเกตปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตระหว่างคอยส์ที่มีศักย์ไฟฟ้าต่างกันมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเมื่อทำการวัดกำลังในวงจรไฟฟ้า

ถ้ากระแสโหลดมากกว่า กระแสที่ยอมรับได้ wattmeter จากนั้นขดลวดปัจจุบันของ wattmeter จะถูกเปิดผ่านหม้อแปลงกระแสวัด (รูปที่ 1, a)

ข้าว. 1. แบบแผนการรวมวัตต์ในวงจร กระแสสลับด้วยกระแสไฟขนาดใหญ่ (a) และเข้าสู่เครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง (b)

เมื่อเลือกหม้อแปลงกระแส จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระแสหลักที่กำหนดของหม้อแปลง I 1i เท่ากับหรือมากกว่ากระแสที่วัดได้ในเครือข่าย

ตัวอย่างเช่นหากค่าของกระแสในโหลดถึง 20 A คุณสามารถใช้หม้อแปลงกระแสที่ออกแบบมาสำหรับกระแสไฟหลักที่ 20 A ที่มีอัตราส่วนการแปลงกระแสไฟที่กำหนด Kn1 = I 1i / I 2i = 20/5 = 4.

หากในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าในวงจรการวัดมีค่าน้อยกว่าที่วัตต์มิเตอร์อนุญาต แสดงว่าขดลวดแรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อโดยตรงกับแรงดันโหลด จุดเริ่มต้นของคอยล์แรงดันพร้อมจัมเปอร์ / เชื่อมต่อกับจุดเริ่มต้นของคอยล์ปัจจุบัน จำเป็นต้องติดตั้งจัมเปอร์ 2 ด้วย (จุดเริ่มต้นของขดลวดเชื่อมต่อกับเครือข่าย) จุดสิ้นสุดของขดลวดแรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อกับขั้วต่อเครือข่ายอื่น

ในการกำหนดกำลังไฟฟ้าจริงในวงจรที่วัดได้ จำเป็นต้องคูณการอ่านวัตต์ด้วยอัตราส่วนการแปลงพิกัดของหม้อแปลงกระแส: P = Pw x Kn 1 = Pw x 4

หากกระแสในเครือข่ายสามารถเกิน 20 A คุณควรเลือกหม้อแปลงกระแสที่มีตัวหลัก จัดอันดับปัจจุบัน 50 A ในขณะที่ Kn 1 = 50/5 = 10

ในกรณีนี้ ในการกำหนดค่าพลังงาน การอ่านค่าวัตต์จะต้องคูณด้วย 10

จากนิพจน์ของพลังงานกระแสตรง P = IU จะเห็นได้ว่าสามารถวัดได้โดยใช้แอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์โดยวิธีทางอ้อม อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ จำเป็นต้องอ่านเครื่องมือสองเครื่องพร้อมกันและการคำนวณ ซึ่งจะทำให้การวัดซับซ้อนและลดความแม่นยำลง

ในการวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียวและแบบเฟสเดียว จะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า wattmeters ซึ่งใช้กลไกการวัดแบบอิเล็กโทรไดนามิกและเฟอโรไดนามิก

วัตต์มิเตอร์ไฟฟ้าไดนามิกผลิตขึ้นในรูปแบบของเครื่องมือแบบพกพาที่มีคลาสความแม่นยำสูง (0.1 - 0.5) และใช้สำหรับการวัดที่แม่นยำของพลังงานตรงและกระแสสลับที่ความถี่อุตสาหกรรมและความถี่สูง (สูงถึง 5,000 Hz) วัตตฌมิเตอรฌแบบเฟอโรไดนามิกมักพบอยูจในรูปแบบของเครื่องมือวัดแบบพาเนลที่มีระดับความแมจนยําที่ค่อนข้างต่ำ (1.5 - 2.5)

วัตต์มิเตอร์ดังกล่าวส่วนใหญ่จะใช้กับกระแสสลับของความถี่อุตสาหกรรม ที่กระแสตรงมีข้อผิดพลาดที่สำคัญเนื่องจากฮิสเทรีซิสของแกนกลาง

สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าบน ความถี่สูงมีการใช้วัตต์มิเตอร์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกและแบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นกลไกการวัดแบบแมกนีโตอิเล็กทริกที่ติดตั้งตัวแปลงกำลังไฟฟ้าเป็นกระแสตรง ในตัวแปลงกำลัง การดำเนินการคูณ ui = p จะดำเนินการและได้รับสัญญาณเอาท์พุต ขึ้นอยู่กับ ui ของผลิตภัณฑ์ กล่าวคือ กำลังไฟฟ้า

ในรูป 2a แสดงความเป็นไปได้ของการใช้กลไกการวัดทางไฟฟ้าแบบไดนามิกเพื่อสร้างวัตต์และวัดกำลัง

ข้าว. 2. แบบแผนของการเปิดวัตต์มิเตอร์ (a) และไดอะแกรมเวกเตอร์ (b)

ขดลวดคงที่ 1 ซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรโหลดเรียกว่าวงจรอนุกรมของวัตต์มิเตอร์ ขดลวดเคลื่อนที่ 2 (พร้อมตัวต้านทานเพิ่มเติม) ซึ่งเชื่อมต่อแบบขนานกับโหลดเรียกว่าวงจรขนาน

สำหรับวัตต์มิเตอร์ DC:

พิจารณาการทำงานของวัตต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ แผนภาพเวกเตอร์ 2b ถูกสร้างขึ้นสำหรับ อุปนัยโหลด เวกเตอร์ Iu ปัจจุบันของวงจรคู่ขนานอยู่ด้านหลังเวกเตอร์ U ด้วยมุม γ เนื่องจากการเหนี่ยวนำของขดลวดเคลื่อนที่

จากนิพจน์นี้ wattmeter วัดพลังงานได้อย่างถูกต้องในสองกรณีเท่านั้น: ที่ γ = 0 และ γ = φ

เงื่อนไข γ = 0 สามารถทำได้โดยการสร้างเรโซแนนซ์เรโซแนนซ์ในวงจรขนาน ตัวอย่างเช่น โดยการเปิดตัวเก็บประจุ C ที่มีความจุที่เหมาะสม ดังที่แสดงโดยเส้นประในรูปที่ 1, ก. อย่างไรก็ตามเรโซแนนซ์แรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ความถี่เฉพาะเท่านั้น เมื่อความถี่เปลี่ยนแปลง เงื่อนไข γ = 0 จะถูกละเมิด เมื่อ γ ไม่เท่ากับ 0 วัตต์มิเตอร์จะวัดกำลังโดยมีข้อผิดพลาด βy ซึ่งเรียกว่าข้อผิดพลาดเชิงมุม

ด้วยค่ามุมเล็กน้อย γ (γ มักจะไม่เกิน 40 - 50 ") ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์

ที่มุม φ ใกล้กับ 90° ความคลาดเคลื่อนเชิงมุมสามารถไปถึงค่าขนาดใหญ่ได้

ข้อผิดพลาดประการที่สองที่เฉพาะเจาะจงของวัตต์คือข้อผิดพลาดเนื่องจากการใช้พลังงานของคอยส์

เมื่อทำการวัดพลังงานที่ใช้โดยโหลดนั้นสามารถทำได้สองแบบสำหรับการเปิดวัตต์ซึ่งแตกต่างกันในการรวมวงจรขนานของมัน (รูปที่ 3)

ข้าว. 3. แบบแผนสำหรับการเปิดขดลวดขนานของวัตต์มิเตอร์

หากเราไม่คำนึงถึงการเลื่อนเฟสระหว่างกระแสและแรงดันในขดลวด และพิจารณาว่าโหลด H ทำงานอย่างหมดจด ข้อผิดพลาด β(a) และ β(b) เนื่องจากการใช้พลังงานของคอยล์วัตต์สำหรับ วงจรตามรูป 3, และ ข:

โดยที่ Pi และ Pu ตามลำดับ คือกำลังไฟฟ้าที่ใช้โดยอนุกรมและวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์

จะเห็นได้จากสูตรของ β(a) และ β(b) ว่าข้อผิดพลาดสามารถมีค่าที่สังเกตได้เฉพาะเมื่อวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรพลังงานต่ำเท่านั้น เช่น เมื่อ Pi และ Pu มีค่าเท่ากับ Рn

หากคุณเปลี่ยนเครื่องหมายของกระแสเพียงกระแสเดียว ทิศทางการเบี่ยงเบนของส่วนที่เคลื่อนที่ของวัตต์จะเปลี่ยนไป

วัตต์มิเตอร์มีแคลมป์สองคู่ (ซีเรียลและ วงจรขนาน) และขึ้นอยู่กับการรวมไว้ในวงจร ทิศทางการเบี่ยงเบนของตัวชี้อาจแตกต่างกัน หากต้องการเปิดวัตต์อย่างถูกต้อง แคลมป์แต่ละคู่จะมีเครื่องหมาย "*" (เครื่องหมายดอกจัน) และเรียกว่า "แคลมป์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า"

คำถามทดสอบ:

1. วัตต์มิเตอร์ของระบบอิเล็กโทรไดนามิกวัดพลังงานอะไร?

2. ค่าโหลดมีผลต่อวงจรสวิตชิ่งวัตต์มิเตอร์หรือไม่?

3. จะขยายขีด จำกัด การวัดของ wattmeter ในกระแสสลับได้อย่างไร?

4. จะกำหนดกำลังในวงจร DC โดยการวัดกระแสและแรงดันได้อย่างไร?

5. วิธีเปิดวัตต์อย่างถูกต้อง กระแสเฟสเดียวเมื่อวัดกำลังในวงจรควบคุม?

6. จะวัดพลังงานที่ชัดเจนของกระแสเฟสเดียวโดยใช้แอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ได้อย่างไร?

7. จะกำหนดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของวงจรได้อย่างไร?

หนึ่งในคุณสมบัติที่กำหนดสถานะของวงจรไฟฟ้าคือกำลัง คุณสมบัตินี้สะท้อนถึงมูลค่าของงานที่ทำโดยกระแสไฟฟ้าสำหรับ เวลาที่แน่นอน. กำลังของอุปกรณ์ที่รวมอยู่ในวงจรไฟฟ้าไม่ควรเกินกำลังของเครือข่าย มิฉะนั้น อุปกรณ์อาจขัดข้อง ไฟฟ้าลัดวงจร หรือไฟไหม้ได้

การวัดกำลัง กระแสไฟฟ้าผลิตโดยอุปกรณ์พิเศษ - วัตต์มิเตอร์ ในกรณีของกระแสตรง กำลังคำนวณโดยการคูณแรงดันด้วยกระแส (คุณต้องมีแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์) ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ทุกอย่างเกิดขึ้นแตกต่างออกไป คุณจะต้องใช้ เครื่องมือวัด. วัตต์มิเตอร์ใช้สำหรับวัดโหมดการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า เพื่อบันทึกปริมาณการใช้ไฟฟ้า

ขอบเขตการใช้งาน

พื้นที่หลักของการใช้วัตต์คืออุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า วิศวกรรมเครื่องกล และการซ่อมแซมอุปกรณ์ไฟฟ้า Wattmeters มักใช้ในชีวิตประจำวัน พวกเขาซื้อโดยผู้เชี่ยวชาญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ นักวิทยุสมัครเล่น - เพื่อคำนวณการประหยัดในการใช้พลังงานไฟฟ้า

วัตต์มิเตอร์ใช้สำหรับ:

การคำนวณกำลังของอุปกรณ์
กำลังดำเนินการทดสอบ วงจรไฟฟ้าบางส่วนของพวกเขา
ดำเนินการทดสอบการติดตั้งระบบไฟฟ้าเป็นตัวบ่งชี้
ตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า
การบัญชีสำหรับการใช้ไฟฟ้า

พันธุ์

ขั้นแรก วัดแรงดัน จากนั้นวัดกระแส จากนั้นวัดกำลังไฟฟ้าตามข้อมูลเหล่านี้ ตามวิธีการวัด การแปลงพารามิเตอร์ และการออกผลลัพธ์ wattmeters แบ่งออกเป็นประเภทดิจิตอลและอนาล็อก

ดิจิทัลวัตต์มิเตอร์วัด หน้าจอยังแสดงแรงดัน กระแสไฟ ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในช่วงระยะเวลาหนึ่ง พารามิเตอร์การวัดจะแสดงบนคอมพิวเตอร์

อนาล็อกรุ่นวัตต์แบ่งออกเป็นอุปกรณ์บันทึกและระบุตัวเอง พวกมันกำหนดกำลังงานของส่วนวงจร หน้าจอวัตต์มีสเกลและลูกศร มาตราส่วนได้รับการปรับเทียบสำหรับการแบ่งส่วนและค่ากำลังเป็นวัตต์

คุณสมบัติการออกแบบและหลักการทำงาน

วัตต์มิเตอร์แบบแอนะล็อกนั้นแพร่หลาย การวัดที่แม่นยำ และเป็นอุปกรณ์ของระบบอิเล็กโทรไดนามิก

หลักการทำงานขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองขดลวด ขดลวดหนึ่งได้รับการแก้ไขด้วยลวดม้วนหนาจำนวนรอบน้อยและมีความต้านทานน้อย มีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับผู้บริโภค ขดลวดที่สองกำลังเคลื่อนที่ ขดลวดประกอบด้วยตัวนำบางที่มีจำนวนรอบมากและมีความต้านทานสูง มีการเชื่อมต่อแบบขนานกับผู้บริโภคพร้อมกับความต้านทานเพิ่มเติมเพื่อหลีกเลี่ยง ไฟฟ้าลัดวงจรขดลวด

เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อกับเครือข่ายในขดลวดจะมี สนามแม่เหล็กปฏิสัมพันธ์ซึ่งก่อให้เกิดโมเมนต์ของการหมุนที่เบี่ยงเบนการเคลื่อนที่ของขดลวดด้วยลูกศรที่แนบมาไปยังมุมที่คำนวณได้ ค่าของมุมขึ้นอยู่กับผลคูณของแรงดันและกระแสในช่วงเวลาหนึ่ง

หลักการทำงานของวัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอลคือการวัดแรงดันและกระแสเบื้องต้น เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้พวกเขาจะเชื่อมต่อ: ในวงจรอนุกรมกับผู้บริโภคโหลด - เซ็นเซอร์กระแสในวงจรขนาน, เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้า เซ็นเซอร์เหล่านี้มักจะทำจากเทอร์มิสเตอร์ เทอร์โมคัปเปิล หม้อแปลงวัด

พารามิเตอร์ทันทีของแรงดันและกระแสที่วัดได้ผ่านตัวแปลงจะถูกป้อนไปยังไมโครโปรเซสเซอร์ภายใน มันคำนวณพลังงาน ผลลัพธ์ของข้อมูลจะแสดงบนหน้าจอและถูกส่งไปยังอุปกรณ์ภายนอกด้วย

อุปกรณ์ประเภทอิเล็กโทรไดนามิกซึ่งมี ประยุกต์กว้าง,เหมาะสำหรับ AC และ DC. วัตต์มิเตอร์แบบอุปนัยใช้สำหรับกระแสสลับเท่านั้น

พิจารณาตัวเลือกบางอย่างสำหรับอุปกรณ์ (วัตต์) ของรุ่นต่างๆ และผู้ผลิตหลายราย

เครื่องใช้ในครัวเรือนที่ทำในจีน

คู่มือนี้อธิบายโหมดการทำงานทั้งหมดของอุปกรณ์นี้ ข้อกำหนดทางเทคนิค

อันที่จริงนี่คืออุปกรณ์ที่วัดกำลังของผู้ใช้ไฟฟ้าต่างๆ เขาทำงานอย่างไร? เสียบเข้ากับซ็อกเก็ต และเสียบปลั๊กของผู้บริโภคที่คุณต้องการวัดกำลังไฟฟ้าลงในซ็อกเก็ตของอุปกรณ์นี้ ด้วยอุปกรณ์นี้ คุณจะวัดกำลังของผู้บริโภคในช่วงเวลาหนึ่ง จากนั้นคุณสามารถคำนวณได้ด้วยอุปกรณ์นี้ เช่น จำนวนเงินที่ตู้เย็นของคุณหรืออุปกรณ์อื่นๆ ใช้ไปกับไฟฟ้า

อุปกรณ์มีแบตเตอรี่ในตัว จำเป็นต้องจำกำลังที่วัดได้ แล้วจึงจะใช้คำนวณราคา แผงด้านหน้าของอุปกรณ์มีปุ่มห้าปุ่ม: โหมดการสลับ, ตัวชี้ราคา, สวิตช์ขึ้น-ลง, ปุ่มรีเซ็ต หากอุปกรณ์ตรวจพบข้อผิดพลาด ที่ด้านหลังของเคสมีลักษณะของอุปกรณ์:

แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน 230 โวลต์
ความถี่ 50 เฮิรตซ์
กระแสไฟสูงสุด 16 แอมป์
ช่วงกำลังไฟฟ้าที่วัดได้คือ 0-3600 วัตต์

พิจารณาการทำงานของอุปกรณ์ เราใส่เข้าไปในซ็อกเก็ต

มาเปิดโคมไฟตั้งโต๊ะ LED กันเถอะ

เวลาเริ่มต้นทันทีบนจอแสดงผลในระหว่างที่มีการวัดกำลังของผู้บริโภคในกรณีนี้คือหลอดไฟ 0.4 วัตต์ คือ กำลังไฟของหลอดไฟที่ปิดอยู่ เราเปิดหลอดไฟในโหมดการทำงานจะกินไฟ 10.3 วัตต์ เราไม่ได้ระบุราคาต่อกิโลวัตต์ ดังนั้นจึงมีศูนย์อยู่ที่นั่น

หลอดไฟของเราสามารถเปลี่ยนพลังของแสงได้ เมื่อแสงหลอดไฟเพิ่มขึ้น การอ่านพลังงานจะเพิ่มขึ้น เมื่อเปิดโหมดที่สอง เวลาทำงานจะแสดงที่ด้านบนด้วย ในฟิลด์ที่สอง กิโลวัตต์-ชั่วโมง เนื่องจากอุปกรณ์ยังไม่ทำงานแม้เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง ศูนย์จะแสดงขึ้น ด้านล่างแสดงจำนวนวันที่วัดผู้บริโภครายนี้

ในโหมดถัดไป ฟิลด์ที่สองจะแสดงแรงดันไฟหลัก ด้านล่างแสดงความถี่ของกระแสไฟ เวลาจะแสดงที่ด้านบนของจอแสดงผลในทุกโหมด เมื่อเปลี่ยนเป็นโหมดถัดไป ความแรงปัจจุบันจะแสดงที่กึ่งกลาง ที่ด้านล่างจะแสดงพารามิเตอร์ของปัจจัยบางอย่างซึ่งยังไม่มีข้อมูลเนื่องจากผู้ผลิตอุปกรณ์เป็นชาวจีน

โหมดที่ห้าแสดงพลังงานขั้นต่ำ ในโหมดที่หก - กำลังสูงสุด

การดูการอ่านโหมดเหล่านี้เมื่อคอมพิวเตอร์ทำงานจะเป็นเรื่องที่น่าสนใจ ตัวอย่างเช่น ในโหมดสลีป ด้วยเดสก์ท็อปที่เปิดตามปกติ หรือเมื่อเปิดเกมที่ทรงพลัง

ในโหมดต่อไปนี้ ตั้งค่าค่าไฟฟ้าด้วยปุ่มตั้งค่า เพื่อคำนวณต้นทุนการใช้พลังงาน ดังนั้นคุณจึงสามารถวัดและคำนวณการบริโภคเครื่องใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์ใดๆ ของคุณได้ และคุณจะรู้ว่าอุปกรณ์ใดที่คุณมีประหยัดและใช้ไฟฟ้ามากเกินไป

อุปกรณ์ดังกล่าวมีต้นทุนต่ำประมาณ 14 ดอลลาร์ นี่เป็นราคาเล็กๆ ที่ต้องจ่ายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายของคุณโดยการคำนวณการใช้พลังงานของอุปกรณ์ของคุณ

เครื่องวัดวัตต์ดิจิตอลมัลติฟังก์ชั่น SM 3010

อุปกรณ์นี้ใช้สำหรับวัดแรงดัน ความถี่ กำลังไฟฟ้า กระแสตรงและกระแสสลับด้วยเฟสเดียว และยังออกแบบมาเพื่อควบคุมอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยความแม่นยำน้อยลง

ช่วงการวัดปัจจุบันคือ 0.002 - 10 แอมแปร์

การวัดแรงดันไฟฟ้า:

คงที่ตั้งแต่ 1 ถึง 1,000 โวลต์
แปรผันได้ตั้งแต่ 1 ถึง 700 โวลต์
ความถี่วัดได้ในช่วง 40-5000 เฮิรตซ์

ข้อผิดพลาดในการวัด

กระแสไฟ แรงดันไฟ DC + 0,1%.
กระแส, แรงดันไฟ, ไฟกระแสสลับ + 0.1% ในช่วงความถี่ 40-1500 เฮิรตซ์
ข้อผิดพลาดในการวัดความถี่สัมพัทธ์ในช่วง 40-5000 เฮิรตซ์ + 0,003%.

ขนาดตัวเครื่อง 225 x 100 x 205 มม. น้ำหนัก 1 กก. กินไฟน้อยกว่า 5 วัตต์

อุปกรณ์วัดซีพียู 8506 – 120

ทำหน้าที่วัดกำลังของเครือข่าย AC 3 เฟสแบบแอคทีฟและปฏิกิริยา แสดงค่าปัจจุบันของพารามิเตอร์กำลังบนตัวบ่งชี้ แปลงเป็นสัญญาณแอนะล็อก

การวัดจะแสดงในรูปของตัวเลขบนตัวบ่งชี้ในหน่วยของค่าที่เข้าสู่อุปกรณ์หรืออินพุตของหม้อแปลงกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า ในกรณีนี้จะพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์การแปลง จอแสดงผลดิจิตอลแบ่งออกเป็นสี่หลัก

วัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ - สำหรับวัดกำลังไฟฟ้าเชิงแอคทีฟและรีแอกทีฟในเครือข่ายกระแสไฟ 3 เฟส ที่มีความถี่ 50 เฮิรตซ์

รายละเอียดทางเทคนิค

ตัวประกอบกำลัง - 1
ขนาดตัวเรือน 120 x 120 x 150 มม.
ความสูงของตัวเลขบนจอแสดงผลคือ 20 มม.
ช่วงการอ่านที่ใหญ่ที่สุดคือ 9999
ระดับความแม่นยำ: 0.5
เวลาในการแปลง: น้อยกว่า 0.5 วินาที
อุณหภูมิในการทำงาน: จาก +5 ถึง +40 องศา
ระดับการป้องกันของตัวเครื่องและแผง: IP 40
การใช้พลังงาน: 5 วัตต์
น้ำหนักไม่เกิน 1.2 กก.

การมีขดลวดสองเส้นในอุปกรณ์อิเล็กโทรไดนามิกและความเป็นไปได้ที่จะรวมขดลวดทั้งสองไว้ในวงจรที่แตกต่างกันสองวงจรทำให้สามารถใช้อุปกรณ์เหล่านี้ในการวัดกำลังของกระแสไฟฟ้าได้ กล่าวคือ เป็นวัตต์

จากนิพจน์สำหรับมุมการหมุนของระบบเคลื่อนที่ของอุปกรณ์อิเล็กโทรไดนามิก (2.12) ตามมาว่าหากขดลวดคงที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด z (รูปที่ 2-12) และความต้านทานเพิ่มเติมเชื่อมต่อ Yad ต่ออนุกรมกับขดลวดเคลื่อนที่เพื่อให้ขดลวดนี้ต่อขนานกับโหลด แล้วกระแสในขดลวดเคลื่อนที่จะเป็น

ความต้านทานของขดลวดอยู่ที่ไหน U - แรงดันโหลด; - ค่าคงที่ของอุปกรณ์นี้ในแง่ของกำลัง P คือพลังงานที่ใช้โดยโหลด อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่าวัตต์ ขนาดของเขาสม่ำเสมอ

สำหรับวัด พลังงานไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจะใช้วัตต์มิเตอร์แบบแอกทีฟและรีแอกทีฟ

เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบแอคทีฟ หากรวมความต้านทานเพิ่มเติมที่ใช้งานอยู่ในวงจรขดลวดเคลื่อนที่เพื่อให้ความต้านทานรวมของวงจรนี้ R เท่ากับ

จากนั้นที่แรงดันไฟและในเครือข่ายและปัจจุบัน ผม อยู่ในโหลด

กระแสในขดลวดเคลื่อนที่คือ

ค่าทันทีของแรงบิดในกรณีนี้เท่ากับ

และค่าเฉลี่ยของช่วงเวลานี้ในช่วงเวลานั้น

ดังนั้น wattmeter ที่มีความต้านทานเพิ่มเติมแบบแอคทีฟในวงจรคอยล์เคลื่อนที่จะวัดกำลังงานของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

ข้อสรุปที่ได้มีคำอธิบายทางกายภาพอย่างง่าย แน่นอนถ้าแอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ และวัตต์มิเตอร์รวมอยู่ในวงจรที่มีการเหนี่ยวนำ (รูปที่ 2-13) ดังนั้นเนื่องจากระบบการเคลื่อนที่ของโวลต์มิเตอร์จะเปลี่ยนภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เท่านั้นโดยไม่คำนึงถึงเฟสของแรงดันไฟฟ้านี้ (แม่นยำยิ่งขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระแสในขดลวดตามสัดส่วนของแรงดันที่ใช้) และส่วนที่เคลื่อนที่ของแอมมิเตอร์จะเปลี่ยนภายใต้อิทธิพลของกระแสในขดลวดเท่านั้นโดยไม่คำนึงถึงเฟสของกระแสนี้ สำหรับส่วนที่เคลื่อนที่ได้ (ขดลวด) ของวัตต์จะหมุนก็ต่อเมื่อกระแสในขดลวดทั้งสองไม่เท่ากับศูนย์ มิฉะนั้น จะไม่มีการโต้ตอบกัน แต่ในวงจรที่พิจารณา กระแสของขดลวดเคลื่อนที่จะสูงสุดเมื่อกระแสในวงจร i เป็นศูนย์ และในทางกลับกัน อุปกรณ์จะไม่แสดงอะไรเลย นี่เป็นสิ่งที่คาดหวัง เนื่องจากโหลดเก็บพลังงานไว้ในสนามแม่เหล็กหรือส่งกลับคืนสู่เครือข่าย

จากกราฟของกระแสของวงจรนี้ที่มีการเหนี่ยวนำ (รูปที่ 2-14) เป็นไปตามที่กระแสตรงในทิศทาง (บนกราฟ - ด้านหนึ่งของแกนเวลา) เฉพาะในช่วงสอง (ถึงหนึ่ง) ของช่วงเวลา สำหรับงวดและอีกสองไตรมาสที่เหลือกระแสน้ำมีทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งหมายความว่าทิศทางของแรงบิดเปลี่ยนแปลงสี่ครั้งต่อรอบระยะเวลา ดังนั้นระบบการเคลื่อนที่ของ wattmeter ในช่วงเวลานั้นจะพบการกระทำของสี่แรงกระตุ้นที่มีค่าเท่ากัน แต่ตรงกันข้ามกับอุปกรณ์จะไม่แสดงอะไรเลยเนื่องจากแรงบิดที่กระทำต่อระบบเคลื่อนที่นั้นถูกกำหนดโดยค่าเฉลี่ย ตลอดระยะเวลา

หากมุมเปลี่ยนระหว่างกระแสมีขนาดเล็ก (รูปที่ 2-15) ในช่วงเวลานั้นค่าบวกของแรงบิดจะเกินค่าลบอย่างมาก (ในเวลาและตามค่า) และระบบการเคลื่อนที่ของวัตต์จะหมุน ภายใต้การกระทำของค่าเฉลี่ย

ค่าที่ตอบสนองต่อพลังงานที่ใช้งานโดยโหลดที่กำหนด

ดังนั้น wattmeter จะแสดงพลังงานที่ใช้งานจากเครือข่าย

วัตต์มิเตอร์กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ ใน wattmeter นี้ ในชุดที่มีขดลวดเคลื่อนที่ ความต้านทานเพิ่มเติมแบบเหนี่ยวนำจะถูกเปิดเป็นพิเศษ (รูปที่ 2-16) ในลักษณะที่ว่า

ปล่อยให้แรงดันไฟฟ้ากระทำในวงจรและโหลดสร้างกระแส

จากนั้นค่าทันทีของแรงบิดคือ

หลังจากการแทนที่และการแปลง เราได้รับ:

ค่าเฉลี่ยของแรงบิดสำหรับช่วงเวลาคือ

จากนี้ไปจะตามมาด้วยวัตต์มิเตอร์กับ ปฏิกิริยาอุปนัยในวงจรขดลวดเคลื่อนที่จะแสดงกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ข้อสรุปนี้สามารถอธิบายได้ง่าย: ในกรณี เช่น อย่างหมดจด โหลดอุปนัยเมื่อพลังงานไม่ได้ถูกใช้ไปอย่างไม่สามารถแก้ไขได้จากเครือข่าย วงจรดังกล่าวจะเปลี่ยนเฟสของกระแสในขดลวดเคลื่อนที่โดยเทียมเพื่อให้ตรงกับเฟสของกระแสไฟฟ้าในวงจรคงที่ ดังนั้น wattmeter จึงแสดงค่าของกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ

ดังนั้น wattmeter ไฟฟ้าไดนามิกมีสองคอยส์: หนึ่งคือขดลวดปัจจุบันที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด อื่น ๆ เป็นขดลวดแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบขนานกับโหลด ซึ่งต้องวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้า

ในการเปิดเครื่องอย่างถูกต้อง (เพื่อให้ลูกศรเบี่ยงเบนไปในทิศทางที่ถูกต้อง) ขั้วต่อหนึ่งของขดลวดจะถูกทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายดอกจันซึ่งขั้วของวัตต์มิเตอร์เหล่านี้เรียกว่าขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ควรเชื่อมต่อกับขั้วโหลดที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ไฟหลัก)