Circuito di commutazione di un wattmetro

Un wattmetro viene utilizzato per misurare direttamente la potenza di un circuito CC. La bobina fissa in serie o bobina di corrente del wattmetro è collegata in serie con i ricevitori di energia elettrica. Una bobina parallela mobile o una bobina di tensione collegata in serie con una resistenza aggiuntiva forma il circuito parallelo del wattmetro, che è collegato in parallelo con i ricevitori di energia.

Angolo di rotazione della parte mobile del wattmetro:

α = k2IIu = k2U / Ru

dove io — corrente della bobina in serie; Azi — la corrente della bobina parallela del wattmetro.

Riso. 1. Schema del dispositivo e connessioni del wattmetro

Poiché, a seguito dell'utilizzo di una resistenza aggiuntiva, il circuito parallelo del wattmetro ha una resistenza quasi costante rth, quindi α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P

Pertanto, dall'angolo di rotazione della parte mobile del wattmetro, è possibile stimare la potenza del circuito.

Scala uniforme del wattmetro.Quando si lavora con un wattmetro, è necessario tenere presente che un cambiamento nella direzione della corrente in una delle bobine provoca un cambiamento nella direzione della coppia e nel senso di rotazione della bobina mobile, e poiché la scala di il wattmetro è solitamente realizzato unilateralmente, cioè le divisioni di scala si trovano da zero a destra, quindi con la direzione sbagliata della corrente in una delle bobine, sarà impossibile determinare il valore misurato dal wattmetro.

Per questi motivi, dovresti sempre distinguere tra i morsetti del wattmetro. Il terminale della bobina in serie collegata alla fonte di alimentazione è chiamato generatore ed è contrassegnato sui dispositivi e sugli schemi con un asterisco. Un morsetto del circuito parallelo collegato a un filo collegato a una bobina in serie è anche chiamato morsetto del generatore ed è contrassegnato da un asterisco.

Pertanto, con il corretto circuito di commutazione del wattmetro, le correnti negli avvolgimenti del wattmetro vengono dirette dai terminali del generatore ai terminali non del generatore. Possono esserci due circuiti di commutazione del wattmetro (vedi Fig. 2 e Fig. 3).

Riso. 2. Schema elettrico corretto del wattmetro

Riso. 3. Schema elettrico corretto del wattmetro

Nello schema riportato in fig. 2, la corrente dell'avvolgimento in serie del wattmetro è uguale alla corrente dei ricevitori di energia di cui viene misurata la potenza, e il circuito parallelo del wattmetro è sotto una tensione U' maggiore della tensione dei ricevitori per la quantità di caduta di tensione nella bobina in serie. Pertanto, PB = IU '= I (U + U1) = IU = IU1 la potenza misurata dal wattmetro è pari alla potenza dei ricevitori di energia da misurare e alla potenza dell'avvolgimento in serie del wattmetro.

Nello schema riportato in fig.3, la tensione nel circuito parallelo del wattmetro è uguale alla tensione dei ricevitori e la corrente nella bobina in serie è maggiore della corrente consumata dal ricevitore per il valore della corrente nel circuito parallelo del wattmetro. Pertanto, Pc = U (I + Iu) = UI + UIu, la potenza misurata dal wattmetro è uguale alla potenza dei ricevitori dell'energia misurata e alla potenza del circuito parallelo del wattmetro.

Quando si eseguono misure in cui la potenza delle bobine del wattmetro può essere trascurata, è preferibile utilizzare il circuito mostrato in Fig. 2, perché solitamente la potenza della bobina in serie è inferiore a quella della bobina in parallelo e quindi la lettura del wattmetro sarà più precisa.

Per misurazioni accurate, è necessario apportare correzioni alle letture del wattmetro, a causa della forza del suo avvolgimento, e in tali casi il circuito di Fig. 3, poiché la correzione è facilmente calcolabile con la formula U2/Ru, dove Ru è solitamente nota e la correzione rimane invariata a diversi valori di corrente se U è costante.

Quando si accende il wattmetro secondo lo schema di fig. 2, i potenziali alle estremità delle bobine differiscono solo per la quantità di caduta di tensione attraverso la bobina mobile, poiché i terminali del generatore delle bobine sono collegati insieme. La caduta di tensione attraverso la bobina mobile è trascurabile rispetto alla tensione nel circuito parallelo perché la resistenza di questa bobina è trascurabile rispetto alla resistenza del circuito parallelo.

Riso. 4. Circuito di collegamento del wattmetro errato

Nella fig. 4 viene fornito un circuito parallelo errato di un wattmetro.Qui, i terminali del generatore degli avvolgimenti sono collegati da una resistenza aggiuntiva, per cui la differenza di potenziale tra le estremità delle bobine è uguale alla tensione del circuito (a volte molto significativa 240 - 600 V), e poiché il fermo e il movimento gli avvolgimenti sono vicini l'uno all'altro, si creano condizioni favorevoli alla distruzione dell'isolamento delle bobine. Inoltre, si osserverà l'interazione elettrostatica tra bobine di potenziali molto diversi, che possono causare ulteriori errori nella misurazione della potenza nel circuito.