วงจรสวิตชิ่งของวัตต์มิเตอร์

วัตต์มิเตอร์ใช้เพื่อวัดกำลังของวงจรไฟฟ้ากระแสตรงโดยตรง ขดลวดแบบคงที่หรือขดลวดปัจจุบันของวัตต์มิเตอร์เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวรับพลังงานไฟฟ้า ขดลวดขนานแบบเคลื่อนย้ายได้หรือขดลวดแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมพร้อมความต้านทานเพิ่มเติมจะสร้างวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์ ซึ่งต่อขนานกับตัวรับพลังงาน

มุมของการหมุนของส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของวัตต์มิเตอร์:

α = k2IIu = k2U / รู

ที่ฉัน — กระแสคอยล์อนุกรม; Azi — กระแสของขดลวดขนานของวัตต์มิเตอร์

ข้าว. 1. แผนผังของอุปกรณ์และการเชื่อมต่อของวัตต์มิเตอร์

เนื่องจากเป็นผลมาจากการใช้ความต้านทานเพิ่มเติม วงจรขนานของวัตต์มิเตอร์จึงมีความต้านทานเกือบคงที่ rth จากนั้น α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P

ดังนั้นด้วยมุมของการหมุนของส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของวัตต์มิเตอร์จึงสามารถประมาณกำลังของวงจรได้

วัตต์มิเตอร์ สเกลสม่ำเสมอเมื่อทำงานกับวัตต์มิเตอร์ควรระลึกไว้เสมอว่าการเปลี่ยนแปลงทิศทางของกระแสในขดลวดตัวใดตัวหนึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของแรงบิดและทิศทางการหมุนของขดลวดเคลื่อนที่และเนื่องจากขนาดของ วัตต์มิเตอร์มักจะทำด้านเดียวนั่นคือการแบ่งมาตราส่วนจะอยู่ห่างจากศูนย์ไปทางขวาจากนั้นด้วยทิศทางที่ไม่ถูกต้องของกระแสในขดลวดตัวใดตัวหนึ่งจะเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดค่าที่วัดได้จากวัตต์มิเตอร์

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ คุณควรแยกความแตกต่างระหว่างแคลมป์วัตต์มิเตอร์เสมอ ขั้วของขดลวดอนุกรมที่เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายดอกจันบนอุปกรณ์และไดอะแกรม แคลมป์วงจรขนานที่เชื่อมต่อกับสายที่เชื่อมต่อกับขดลวดแบบอนุกรมเรียกอีกอย่างว่าแคลมป์เครื่องกำเนิดและทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายดอกจัน

ดังนั้น ด้วยวงจรสวิตชิ่งวัตต์มิเตอร์ที่ถูกต้อง กระแสในขดลวดวัตต์มิเตอร์จะถูกส่งตรงจากขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังขั้วที่ไม่ใช่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า อาจมีวงจรสวิตชิ่งวัตต์มิเตอร์สองวงจร (ดูรูปที่ 2 และรูปที่ 3)

ข้าว. 2. แก้ไขแผนภาพการเดินสายไฟของวัตต์มิเตอร์

ข้าว. 3. แก้ไขแผนภาพการเดินสายไฟของวัตต์มิเตอร์

ในรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 2 กระแสของอนุกรมที่คดเคี้ยวของวัตต์มิเตอร์เท่ากับกระแสของตัวรับพลังงานที่มีการวัดพลังงาน และวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์อยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้า U' มากกว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวรับตามจำนวน แรงดันตกในขดลวดอนุกรม ดังนั้น PB = IU '= I (U + U1) = IU = IU1 กำลังที่วัดโดยวัตต์มิเตอร์จะเท่ากับกำลังของตัวรับพลังงานที่จะวัดและกำลังของขดลวดอนุกรมของวัตต์มิเตอร์

ในรูปแบบที่แสดงในรูปที่3 แรงดันไฟฟ้าในวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์เท่ากับแรงดันไฟฟ้าของเครื่องรับ และกระแสในขดลวดอนุกรมมีค่ามากกว่ากระแสที่เครื่องรับใช้โดยค่าของกระแสในวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์ ดังนั้น Pc = U (I + Iu) = UI + UIu กำลังที่วัดโดยวัตต์มิเตอร์จะเท่ากับกำลังของเครื่องรับของพลังงานที่วัดได้และกำลังของวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์

เมื่อทำการวัดที่สามารถละเลยกำลังของขดลวดวัตต์มิเตอร์ได้ควรใช้วงจรที่แสดงในรูปที่ 2 เนื่องจากโดยปกติแล้วกำลังของขดลวดอนุกรมจะน้อยกว่าขดลวดขนาน ดังนั้นการอ่านวัตต์มิเตอร์จะแม่นยำกว่า

สำหรับการวัดที่แม่นยำ จำเป็นต้องแก้ไขการอ่านค่าวัตต์มิเตอร์ เนื่องจากความแรงของขดลวด และในกรณีเช่นนี้ วงจรของรูปที่ 3 เนื่องจากการแก้ไขนั้นคำนวณได้ง่ายโดยสูตร U2/ Ru ซึ่งโดยปกติแล้ว Ru จะทราบและการแก้ไขจะไม่เปลี่ยนแปลงที่ค่าปัจจุบันที่แตกต่างกันหาก U เป็นค่าคงที่

เมื่อคุณเปิดวัตต์มิเตอร์ตามแผนภาพในรูปที่ 2 ศักย์ไฟฟ้าที่ปลายขดลวดจะแตกต่างกันโดยปริมาณของแรงดันตกคร่อมขดลวดเคลื่อนที่เท่านั้น เนื่องจากขั้วกำเนิดของขดลวดเชื่อมต่อกัน แรงดันตกคร่อมขดลวดเคลื่อนที่มีค่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแรงดันในวงจรขนาน เนื่องจากความต้านทานของขดลวดนี้มีค่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับความต้านทานของวงจรขนาน

ข้าว. 4. วงจรต่อวัตต์มิเตอร์ผิด

ในรูป 4 ให้วงจรขนานของวัตต์มิเตอร์ไม่ถูกต้องที่นี่ขั้วกำเนิดของขดลวดเชื่อมต่อด้วยความต้านทานเพิ่มเติมซึ่งเป็นผลมาจากความต่างศักย์ระหว่างปลายขดลวดเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของวงจร (บางครั้งสำคัญมาก 240 — 600 V) และตั้งแต่หยุดนิ่งและเคลื่อนที่ ขดลวดอยู่ใกล้กันมีการสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการทำลายฉนวนของขดลวด นอกจากนี้ การโต้ตอบของไฟฟ้าสถิตจะถูกสังเกตระหว่างขดลวดที่มีความต่างศักย์ต่างกันมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติมในการวัดกำลังในวงจร