Come collegare correttamente un wattmetro a un circuito CC

Ha un wattmetro per una corrente nominale di 5 A e una tensione nominale di 300 V. Come si collega alla rete?

Se la corrente di carico Azx è inferiore alla corrente consentita, ovvero in questo caso inferiore a 5 A, e se la tensione nel circuito di misurazione è inferiore alla tensione consentita della bobina, ovvero inferiore a 300 V, allora il circuito di commutazione ha la seguente forma (Fig. 1, a): prima accendi la bobina in serie del wattmetro - raccogli il circuito di corrente (mostrato nella figura con una linea in grassetto), quindi raccogli il circuito di tensione, per questo l'inizio della bobina di tensione del wattmetro è collegato al ponticello K all'inizio della bobina di corrente collegata a uno dei terminali di rete e l'estremità della bobina di tensione collegata a un altro terminale di rete.

Figura 1. Schemi per il collegamento di un wattmetro: a - direttamente nella rete correttamente, b - in modo errato, c - in una rete con alta tensione e alta corrente.

A volte quando un circuito è acceso in esso includere la resistenza ponticelli (Fig. 1, b).Ciò non può essere fatto, poiché in questo caso passa attraverso il ponticello una corrente operativa e non una piccola corrente del circuito di tensione, come nello schema discusso in precedenza. Inoltre, nel circuito di corrente della bobina del wattmetro, che ha una bassa resistenza, vengono aggiunte la resistenza del ponticello stesso e due resistenze delle transizioni di contatto. Tutto ciò porta alla comparsa di un ulteriore errore nella misurazione della potenza.

Se la scala del dispositivo non è calibrata in unità di potenza (ad esempio, in un wattmetro elettrodinamico multi-limite), ma ha un certo numero di divisioni N, quindi per misurare la potenza a questo limite di misurazione, il valore della divisione del wattmetro deve essere determinato dalla formula:

SN = AznUn/H,

dove Un — tensione nominale del wattmetro o limite della misurazione della tensione, Azn — corrente del wattmetro o limite della misurazione della corrente, A, N — numero di divisioni della scala del wattmetro (solitamente 100 o 150).

Sia dato un wattmetro con Un = 150 V, Аzn = 5 A e n= 150. Allora il costo di divisione del dispositivo Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,

Per determinare la potenza in base alle letture del dispositivo, è necessaria la lettura del dispositivo in divisioni di scale n moltiplicate per il costo per divisione Cn:

P = nSn.

Se la tensione di rete è maggiore della tensione consentita della bobina di tensione e la corrente è maggiore della corrente consentita della bobina di corrente, allora è necessario circuito a corrente costante per collegare il dispositivo, utilizzare un resistore aggiuntivo e shunt di misura (figura 1, c).

Come calcolare la resistenza di un resistore aggiuntivo e uno shunt per collegare un wattmetro a un circuito CC

Il valore della resistenza di shunt per il collegamento del wattmetro per il circuito mostrato nella Figura 1, c, può essere determinato dalla formula:

rw = ra (p — 1) = ra (Ia / In — 1),

dove ra — resistenza dell'avvolgimento di corrente del wattmetro, Ohm, p Il coefficiente di shunt è e il valore della resistenza del resistore aggiuntivo è dall'espressione rd = rv (q — 1) = rv (U / Un — 1) ,

dove rv è la resistenza della bobina di tensione del wattmetro, ohm.

Ad esempio, per un wattmetro con una tensione nominale della bobina di tensione Un = 150 V e una corrente nominale della bobina di corrente Azn = 5 A, inclusa nel circuito di misura con una tensione di 220 V (Fig. 1, c) a una corrente di circa 20 A, è necessario calcolare le resistenze del resistore aggiuntivo e dello shunt.

Valore resistenza shunt rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,

quindi per collegare il wattmetro è necessario uno shunt la cui resistenza è tre volte inferiore alla resistenza del circuito di corrente del wattmetro. La resistenza del resistore aggiuntivo ra = rv (220/150—1) =0,46 rv,

Valore effettivo della potenza P = Pwpq, dove Pw è la lettura del wattmetro se la sua scala è tarata in unità di potenza.

Se il wattmetro è collegato in derivazione, il valore di separazione può essere determinato come segue:

C'n = (UnAzn / pq) = Cn x p x q

Nell'esempio dato, p = 4 e q = 1,46, quindi la lettura del wattmetro deve essere moltiplicata per 5,86 per determinare il valore effettivo della potenza, il che è scomodo. Pertanto, quando si sceglie uno shunt e un resistore aggiuntivo, tendono a prendere i coefficienti q e p uguali a numeri interi.

In questo esempio è conveniente prendere p = 5 e q = 2, cioèrw = ра / 4 e Rd=rv, allora il valore di potenza misurato può essere determinato moltiplicando le letture del dispositivo per 10. Il nuovo valore di divisione del wattmetro sarà pari a C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / parte,

dove 150 x 2 = 300 V è il nuovo limite di misura della tensione del wattmetro, 5 x 5 = 25 A è il nuovo limite di misura della corrente del wattmetro.

Un resistore aggiuntivo esterno dovrebbe essere incluso solo dopo l'avvolgimento di tensione del wattmetro, e non davanti ad esso, altrimenti il ​​​​potenziale della bobina mobile rispetto a quello stazionario può raggiungere valori pericolosi per l'isolamento.