Схема подключения ваттметра
классификация, принцип работы, схема подключения
Одной из важнейших характеристик электрической цепи является ее мощность. С помощью данного параметра определяется величина работы, которую электрический ток выполняет за определенную единицу времени. Все устройства включаемые в цепь должны иметь мощность, соответствующую мощности конкретной сети. Для замеров мощности электрического тока применяется – ваттметр. В основном он нужен в сетях переменного тока, определяя мощность включенных приборов, а также для тестирования сетей и их отдельных участков, контроля и слежения за режимом работы электрооборудования, учета потребленной электроэнергии.
Содержание
Классификация ваттметров
До того, как выполняется измерение мощности ваттметром, на исследуемом участке предварительно измеряется сила тока и напряжение. Для того чтобы получить наглядную итоговую информацию, эти данные следует преобразовать с помощью ваттметров, которые могут быть аналоговыми и цифровыми.
Большая часть всех измерений в течение длительного времени проводилась аналоговыми устройствами, в свою очередь разделяющихся на категории показывающих и самопишущих. Они отображают значение активной мощности на заданном участке цепи. Типичным представителем считается показывающий прибор с полукруглой шкалой и поворачивающейся стрелкой. На шкалу нанесена градуировка, соответствующая величинам нарастающей мощности, которую он измеряет в ваттах.
Другой тип – ваттметр цифровой относится к измерительным приборам, способным выполнять замеры не только активной, но и реактивной мощности. Все подобные устройства оборудованы дисплеем, на который кроме мощности, выводятся показания силы тока, напряжения, расхода электроэнергии за определенный период времени. Наиболее совершенные приборы подключаются и позволяют выводить полученные данные на компьютер, расположенный удаленно от места проведения измерений.
Принцип действия аналогового ваттметра
Основой конструкции наиболее распространенных аналоговых ваттметров является электродинамическая система. Приборы этого типа дают возможность сделать максимально точные замеры и получить необходимые результаты.
Принцип действия ваттметра аналогового типа осуществляется на основе двух взаимодействующих катушек. Первая катушка является неподвижной, в ее конструкции используется толстый обмоточный провод с небольшим количеством витков и незначительным сопротивлением. Подключение этой катушки выполняется последовательно с потребителем.
Вторая катушка находится в движении. Для ее обмотки применяется тонкий проводник с большим числом витков и высоким сопротивлением. Эта катушка подключается параллельно с потребителем и оборудуется дополнительным сопротивлением для защиты от коротких замыканий обмоток.
Когда ваттметр включается в сеть, в обмотках его катушек появляются магнитные поля, взаимодействующие между собой. За счет этого взаимодействия происходит образование момента вращения, отклоняющего движущуюся обмотку на величину расчетного угла. На данный показатель оказывает влияние произведение силы тока и напряжения в установленный момент времени.
Как работает цифровой ваттметр
Основной принцип работы цифрового ваттметра заключается в предварительном измерении силы тока и напряжения на исследуемом участке цепи. К потребителю нагрузки последовательно подключается датчик тока, а датчик напряжения подключается по параллельной схеме. Главным конструктивным элементом датчика служит термистор, термопара или измеряющий трансформатор.
По такому же принципу работает ваттметр бытовой, широко используемый в домашних условиях. Такое устройство достаточно включить в розетку, чтобы начать процесс измерения.
Основой устройства служит микропроцессор, к которому поступают измеренные параметры тока и напряжения, после чего и вычисляется мощность. Полученные результаты выводятся на экран и одновременно передаются на внешние приборы. В самом микропроцессоре присутствуют элементы, в том числе и микроконтроллеры, позволяющие автоматически управлять рабочими режимами, дистанционно переключать пределы измерений. С их помощью выполняется индикация условных обозначений измеряемых величин.
При работе с преобразователями больших и средних уровней мощности, выполняется калибровка цифрового устройства с помощью калибратора мощности постоянного тока. Самостоятельная калибровка ваттметра осуществляется калибратором мощности переменного тока. Питание всех узлов и элементов происходит через источник питания постоянного тока, встроенный внутрь измерительного прибора.
Напряжение, поступающее с приемного преобразователя, включенного в розетку, усиливается УПТ – усилителем постоянного тока до значений, делающих более устойчивой работу АЦП – блока аналого-цифрового преобразователя. Далее напряжение, пропорциональное измеряемой мощности, преобразуется во временной интервал, заполняемый импульсами опорной частоты.
Количество этих импульсов, пропорциональное измеряемой мощности будет отображаться на ЦОУ – цифровом отсчетном устройстве. Полученные данные могут быть введены в специальное устройство, предназначенное для обработки информации.
Схема подключения измерительного прибора
От того, насколько правильно подключен ваттметр в конкретном участке цепи, будет зависеть точность полученных данных. Правильная схема включения ваттметра выглядит следующим образом: неподвижная катушка тока измерительного прибора последовательно соединяется с нагрузкой или потребителями электроэнергии.
Подвижная катушка напряжения последовательно соединяется с добавочным сопротивлением, а затем весь этот участок параллельно подключается к нагрузке. Подвижная часть ваттметра имеет определенный угол поворота, вычисляемый по формуле: α = k2IхIu = k2U/Ru, в которой I и Iu являются соответственно токами последовательной и параллельной катушек прибора.
Поскольку в схеме используется добавочное сопротивление, параллельная цепь устройства будет обладать практически постоянным сопротивлением (Ru). В этом случае угол поворота будет равен: α = (k2/Ru)хIхU = k2IхU = k3P. То есть, мощность цепи будет определяться именно по этому параметру.
В ваттметре равномерно нанесена измерительная шкала, сделанная в одностороннем варианте, когда расположение делений начинается от нуля в правую сторону. Когда электрический ток в неподвижной катушке изменяет свое направление, это приводит к изменению направления поворота и вращающего момента подвижной катушки. Если подключение ваттметра выполнено неправильно и направление тока будет другим, электронный прибор не сработает.
По этим причинам не следует путать зажимы, которые используют для подключения. Последовательная обмотка имеет зажим для соединения с источником питания, называемый генераторным. Параллельная цепь также называется генераторной и имеет собственную нужную клемму, чтобы подключить участок к проводу, соединенному с последовательной катушкой.
Ваттметр схема подключения
Измерив напряжение U и силу тока в цепи постоянного тока, мощность ее можно определить по формуле Эту мощность можно также измерить электродинамическим ваттметром. Электродинамический ваттметр состоит из измерителя той же системы, шкала которого проградуирована в значениях мощности. Неподвижная катушка ваттметра называется токовой или последовательной, так как соединяется последовательно с приемниками энергии рис. Подвижная катушка ваттметра и безреактивное добавочное сопротивление из манганина представляет собой цепь напряжения или параллельную цепь ваттметра, так как она присоединяется параллельно приемнику энергии рис. Схема устройства электродинамического ваттметра.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Ваттметры. Виды и применение. Работа. Примеры и параметры
- Включение ваттметра в измеряемую цепь
- Аналоговый и цифровой ваттметр
- Измерение мощности тока.
Схема включения ваттметра. Схемы измерения мощности.
- Цифровой ваттметр
- Какую мощность измеряет ваттметр
- Как подключить ваттметр
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Обзор ваттметра P06S-20, P06S-100
Ваттметры. Виды и применение. Работа. Примеры и параметры
Думаю, все вы курсе, что электрический ток может выполнять работу. Например, вскипятить воду в электрочайнике, перемолоть кофе в кофемолке, согреть курицу в микроволновке и так далее.
Все эти бытовые приборы являются нагрузкой для домашней сети. Дело в том, что чайник обладает большей мощностью, чем лампочка. В этом случае можно сказать, что мощность чайника будет больше, чем мощность лампы в единицу времени, например, за секунду. Чтобы точно измерить, во сколько раз чайник потребляет электрической энергии больше, чем лампочка, нам нужно измерить мощность чайника и лампочки. Ваттметр — это прибор, который измеряет потребляемую мощность какой-либо нагрузки.
Выделяют три группы ваттметров:. Так как наш сайт посвящен электронике и электротехнике, то мы будем в этой статье рассматривать только ваттметры постоянного тока и низкой частоты. Под низкой частотой подразумевается частота в Герц. Итак, вы уже все в курсе, что любая нагрузка для электрического тока потребляет какую-либо мощность. Мощность постоянного тока выражается формулой:.
P — это мощность, которая выражается в Ваттах Вт,W. I — сила тока, которую потребляет нагрузка, выражается в Амперах. U — напряжение, которое подается на нагрузку, выражается в Вольтах. Поэтому, чтобы найти мощность какой-либо нагрузки, которая подсоединена к постоянному току, достаточно перемножить значение силы тока и напряжения.
Например, на этом фото мы видим вентилятор от компьютера, который подцепили к лабораторному блоку питания. Вы ведь не будете каждый раз таскать с собой громоздкий блок питания или два мультиметра , которые будут измерять и ток и напряжение?
Поэтому, в настоящее время ваттметры представляют из себя законченные приборы, которые очень легко соединяются с потребляемой нагрузкой. Все элементарно и просто! Некоторые из них идут в комплекте со шунтом. Схема подключения источника постоянного тока и нагрузки в таком ваттметре выглядит так.
Ну и самый бюджетный вариант — это взять ампервольтметр и просто умножать значения тока и напряжения. То есть, теоретически, он может измерять мощность до 5 кВт. Мощность переменного тока вычисляется по формуле:. P — мощность, Ватт.
I — сила тока, Ампер. U — напряжение, Вольты. Что еще за косинус фи? И что он вообще означает? Если вспомнить осциллограмму переменного напряжения из нашей домашней розетки, то она будет выглядеть вот так:. Если же запитать какую-нибудь нагрузку, типа лампочки накаливания, то у нас в дело пойдет также такой параметр как сила тока. Так как лампочка накаливания не обладает никакой емкостью или индуктивностью, то сила тока у нас будет синфазно меняться с напряжением. Например, синхронное плавание.
Там участники все делают вместе и одинаково. Так вот, такой параметр как сила тока и напряжение на лампочке тоже действуют синфазно. Она начинается в этом же месте, где и напряжение. Сила тока равняется нулю и напряжение тоже равняется нулю в том месте, где пересекаются эти синусоиды, значит и мощность в этот момент тоже будет равняться нулю.
Но весь прикол в том, что каким-то чудом радиоэлементы, обладающие индуктивной или емкостной составляющей конденсаторы, катушки, трансформаторы и тд умудряются сдвигать синусоиду силы тока. И у нас осциллограмма силы тока уже будет принимать примерно вот такой вид:.
Что здесь произошло? Так как первичная обмотка трансформатора обладает индуктивностью, то эта самая индуктивность сдвинула осциллограмму силы тока. Более подробно можете прочитать в статье активное и реактивное сопротивление. В зависимости от значения индуктивной или емкостной составляющей, сила тока может либо опережать либо отставать от напряжения.
Короче говоря, не будем рассматривать тригонометрию, скажу просто, что для расчета мощности берут косинус значения этого угла. Ну что же, давайте познакомимся с ним поближе.
Первая строка на ваттметре — это часы. Они начинают счет только тогда, когда в розетку ваттметра включена какая-либо нагрузка. Нагрузкой в нашем случае может быть любой электробытовой прибор: утюг, паяльник, светильник и так далее. Третья строка — это расчет стоимости электроэнергии. Измеряется в Киловаттах умноженных на Час КВатт х час.
Запомните, там знак не деления, а умножения! Вот за эти киловатт-часы мы и платим денежку провайдерам электрической энергии ;-. Сейчас никакая нагрузка не включена в розетку ваттметра. Смотрим на дисплей:. Ничего себе, почти вольт. Можно замерить частоту. Ну и мощность также будет равняться нулю. Напряжение сразу идет на первичную обмотку трансформатора. Включаю свой трансформаторный блок питания в сеть Вольт. Итак, напряжение в розетке ,8 Вольт:. К блоку питания я подцепил лампочку на 12 вольт.
Итого, нагруженный блок питания у нас потребляет 0, Ампера. Power Factor — коэффициент мощности, он же косинус фи. Почти все сходится с небольшой погрешностью. Давайте проведем еще один опыт. Возьмем лампу накаливания на Вольт и подцепим ее через ваттметр в сеть. Так как лампочка накаливания у нас не обладает ни индуктивностью, ни емкостью, то на графике синусоида силы тока и напряжения будет примерно выглядеть вот так.
То есть синхронно:. Фи в этом случае равен нулю сдвига фаз между ними нет. Вспоминаем школьный курс тригонометрии и помним, что косинус нуля — это единичка! Проверяем на опыте. Power Factor, он же косинус фи , высвечивает единичку.
Все верно! Замеряем потребляемую силу тока:. Замеряем напряжение:. Все также сходится с небольшой погрешностью ;-. Немного отходя от темы, давайте еще напоследок глянем, какую мощность потребляет светодиодная лампа. Всего 6 Ватт! А светит она даже получше 25 Ваттной, которую я использовал в опытах. Вывод делайте сами. Как я уже сказал, брал на Али. Выбирайте любой понравившийся на сетевое напряжение.
А вот здесь ваттметры на постоянный ток. Выбирайте на ваш вкус и цвет! Оглавление 1 Что такое ваттметр 2 Мощность постоянного тока 3 Ваттметры для постоянного тока 4 Мощность переменного тока 5 Ваттметр цифровой на сетевое напряжение 6 Косинус фи и реактивная нагрузка 7 Косинус фи и активная нагрузка 8 Где купить ваттметр. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.
Включение ваттметра в измеряемую цепь
Одной из важнейших характеристик электрической цепи является ее мощность. С помощью данного параметра определяется величина работы, которую электрический ток выполняет за определенную единицу времени. Все устройства включаемые в цепь должны иметь мощность, соответствующую мощности конкретной сети. Для замеров мощности электрического тока применяется специальный измерительный прибор — ваттметр. В основном он нужен в сетях переменного тока, определяя мощность включенных приборов, а также для тестирования сетей и их отдельных участков, контроля и слежения за режимом работы электрооборудования, учета потребленной электроэнергии. До того, как выполняется измерение мощности ваттметром, на исследуемом участке предварительно измеряется сила тока и напряжение.
Дан ваттметр на номинальный ток 5 А и номинальное напряжение В. Как Значение сопротивления шунта для подключения ваттметра для схемы.
Аналоговый и цифровой ваттметр
Ваттметр, — энергомер, компактный счётчик мощности Ватты. Более крупный аналог — стационарный счётчик, устанавливаемый на входе электрической сети в помещение. Ответственен за суммарную мощность всех потребителей энергии. Бытовой прибор применяется частным порядком для отдельного потребителя, в мастерских по ремонту бытовой электротехники, электронных устройств. Представляет собой компактное устройство, параллельно подключаемое в сеть. Чаще всего, совмещает в одном корпусе измерительный блок и розетку. Оснащены функцией определения потреблённой мощности минимальную и максимальную в единицу времени. Отражают величину напряжения сети, время работы потребителя электроэнергии, расчёт стоимости электричества за рабочий промежуток времени. Прибор для контроля за расходом электроэнергии из бытовой сети одним потребителем.
Измерение мощности тока. Схема включения ваттметра. Схемы измерения мощности.
Думаю, все вы курсе, что электрический ток может выполнять работу. Например, вскипятить воду в электрочайнике, перемолоть кофе в кофемолке, согреть курицу в микроволновке и так далее. Все эти бытовые приборы являются нагрузкой для домашней сети. Дело в том, что чайник обладает большей мощностью, чем лампочка. В этом случае можно сказать, что мощность чайника будет больше, чем мощность лампы в единицу времени, например, за секунду.
Схема включения ваттметра приведена на фиг. Схемы включения ваттметров и счетчиков приведены в любом учебнике по электротехнике.
Цифровой ваттметр
Для правильного показания ваттметра оба генераторных зажима должны быть присоединены к одному проводу со стороны генератора источника тока, а не нагрузки. Затем другим проводом включается последовательно в цепь неподвижная катушка; при этом в зависимости от предела тока этот провод подключается к зажиму 1А — при измеряемом токе не превышающем 1А, или 5А при токе, не превышающем 5А. Затем включается параллельно цепи рамки; для этого предварительно к зажиму подключается одно из дополнительных сопротивлений в зависимости от предела напряжения: 30V — до 30В, V — до В и V — В. В передний паз крышки прибора устанавливается рабочая шкала так, чтобы лицевая сторона прибора была обращена к шкале с пределом измерения, равным произведению предела по току на предел по напряжению. Ниже описаны только отдельные опыты, характеризующие возможности демонстрационного ваттметра. Для выполнения этого опыта собирают электрическую цепь по схеме, приведённой на рисунке 3.
Какую мощность измеряет ваттметр
Одним из важных параметров, характеризующим состояние электрической сети является мощность. Она показывает величину работы, выполняемую электрическим током в единицу времени. Мощность всех бытовых устройств, одновременно включаемых в сеть переменного тока, должна быть в рамках допустимой мощности сети. Иначе возможны неприятности и проблемы — от выхода из строя техники до короткого замыкания и пожара в квартире. Измеряют мощность специальным прибором называемым ваттметром. И если в цепи постоянного тока ее легко рассчитать умножением силы тока на напряжение, то в сети переменного тока не все так просто.
Статья о том, как правильно подключить ваттметр в электрическую цепь. Краткая инструкция по подключению и использованию.
Как подключить ваттметр
Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Одно из свойств, которое дает характеристику состояния электрической цепи — это мощность. Это свойство отражает значение работы, выполненное электрическим током за определенное время. Мощность оборудования, входящего в электрическую цепь, не должна выходить за рамки мощности сети.
Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам. Вы можете следить за обновлениями блога по RSS.
Дан ваттметр на номинальный ток 5 А и номинальное напряжение В.
Довольно часто возникает необходимость измерять мощность, потребляемую из сети, или же генерируемую в сеть. Это необходимо для учета потребляемой или генерируемой энергии, а также для обеспечения нормальной работы энергосистемы избежание перегрузок. Измерять мощность можно несколькими способами — прямым и косвенным. При прямом измерении применяют ваттметр, а при косвенном амперметр и вольтметр. Из-за отсутствия реактивной и активной составляющей в цепях постоянного тока для измерения мощности ваттметр применяют очень редко. Как правило, величину потребляемой или отдаваемой энергии измеряют косвенным методом, с помощью последовательно включенного амперметра измеряют ток I в цепи, а с помощью параллельно подключенного вольтметра измеряют напряжение U нагрузки. Чтоб уменьшить погрешность измерений из-за влияний внутренних сопротивлений устройств, приборы могут подключать по различным схемам, а именно при относительно малом сопротивлении нагрузки R применяют такую схему включения:.
Один из параметров, который характеризует состояние электрической сети — это ее мощность. Она отражает величину работы, выполняемую электрическим током в единицу времени. Мощность устройств, включаемых в электрическую цепь, должна быть в рамках мощности сети. Иначе возможны неприятные сюрпризы — от выхода из строя оборудования до короткого замыкания и пожара.
В этой статье мы рассмотрим схему подключения ваттметра и подключение. Здесь мы увидим, как соединить ваттметр с нагрузкой и источником питания. Ваттметр - это электрическое измерительное оборудование, которое помогает измерять электрическую мощность в единицах ватт, киловатт или мегаватт. Как правило, ваттметр имеет две катушки — катушки тока и катушку давления или напряжения. С помощью катушки тока измеряется протекание электрического тока, а с помощью катушки давления или напряжения измеряется напряжение питания. Комбинируя напряжение и ток, он измеряет электрическую мощность. Итак, сначала посмотрим внутреннюю схему ваттметра, это поможет сделать подключение ваттметра.
Внутренняя цепь ваттметра
Как вы видите на рисунке выше, счетчик воды имеет две катушки - катушку тока и катушку напряжения или давления. Катушка тока должна быть подключена последовательно с нагрузкой, а катушка напряжения или давления должна быть подключена к источнику питания или нагрузке.
Две клеммы катушки тока обозначены M и L. Клемма M должна быть подключена к источнику питания, а клемма L должна быть подключена к нагрузке. Две клеммы катушки напряжения или давления обозначены C и V. Клемма C должна быть подключена к фазе, а клемма V должна быть подключена к нейтрали.
Некоторые характеристики катушки тока в ваттметре:
1. В ней меньше витков, чем в катушке давления
2. Она имеет очень низкое сопротивление
3. Она позволяет протекать через нее полному току нагрузки.
4. Восполняет потери меди.
Некоторые характеристики катушки давления или напряжения в ваттметре:
1. В ней больше витков, чем в катушке тока почти нет тока
4. Так как он проводит очень малый ток, поэтому потери в меди не происходит.
Схема подключения ваттметра
Если ваш ваттметр имеет четыре клеммы и они отмечены цифрами 1,2,3,4, то необходимо следовать следующей схеме подключения.
В этом ваттметре клеммы 1 и 2 для катушки напряжения или давления, а клеммы 3, 4 для катушки тока. Поэтому сначала замкните клеммы 1 и 3. Затем подключите фазу к клемме 1, а нейтраль к клемме 2. Теперь подключение источника питания завершено. Подключите фазную клемму нагрузки к клемме 4, а нейтраль нагрузки подключите к клемме 2. Здесь, на рисунке выше, мы взяли лампочку в качестве нагрузки.
Теперь, если ваш ваттметр имеет четыре клеммы и обозначен как M, L, C, V, то необходимо следовать следующей схеме подключения.
Как видно из приведенной выше схемы подключения, сначала замкните клеммы M и C. Подключите фазу к клемме M и нейтраль к клемме V. Подключите фазу нагрузки к клемме L, а нейтраль нагрузки к клемме V. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.
Метод измерения мощности с помощью двух ваттметров — соединение звездой и треугольником
Два ваттметра Метод может использоваться для измерения мощности в трехфазной трехпроводной схеме, соединенной звездой или треугольником со сбалансированной или несбалансированной нагрузкой.
В методе двух ваттметров токовые катушки ваттметра соединяются с любыми двумя линиями, скажем, R и Y, а потенциальная катушка каждого ваттметра соединяется с той же линией, третьей линией, т.е. B, как показано ниже на рисунке (A ):
Общая мгновенная мощность, потребляемая тремя нагрузками Z 1 , Z 2 и Z 3 , равна сумме мощностей, измеренных двумя ваттметрами, W 1 и W 2 .
Комплектация:
-
- Измерение мощности методом двух ваттметров при соединении звездой
- Измерение мощности методом двух ваттметров в соединении треугольником
Измерение мощности методом двух ваттметров при соединении звездой
Учитывая приведенный выше рисунок (A), на котором соединены два ваттметра W 1 и W 2 , мгновенный ток через токовую катушку ваттметра, Вт 1 , определяется уравнением, показанным ниже:
Мгновенная разность потенциалов на потенциальной катушке ваттметра, Вт 1 определяется как:
Мгновенная мощность, измеренная ваттметром, Вт 1 равна
В 2 определяется уравнением:
Мгновенная разность потенциалов на обмотке ваттметра, Вт 2 определяется как:
Мгновенная мощность, измеренная ваттметром, Вт 2 : 0 равна 3 Таким образом, общая мощность, измеренная двумя ваттметрами W 1 и W 2 , будет получена путем сложения уравнений (1) и (2).