Косвенные методы измерений мощности с помощью амперметров, вольтметров и фазометров возможны только в том диапазоне частот, в котором измеряемая электрическая ветвь представляет собой электрическую цепь с сосредоточенными постоянными параметрами.
На частотах свыше 100 МГц вследствие волнового характера процессов значения напряжения и токов теряют однозначность и результаты измерений начинают зависеть от места подключения прибора.
Рассмотрим вначале методы измерения мощности постоянного тока, которое может быть выполнено как с помощью двух приборов (вольтметра и амперметра), так и одним электродинамическим ваттметром.
17.2. Измерение мощности в цепях постоянного тока
Косвенное измерение мощности с помощью амперметра и вольтметра осуществляется в цепях постоянного тока по любой из двух вариантов схем, изображенных на рис. 17.1.
Рис.17.1. Электрические схемы подключения амперметра и вольтметра для измерения мощности постоянного тока при условии, что внутреннее сопротивление вольтметра значительно больше сопротивления нагрузки (а) и для случая, когда внутреннее сопротивление вольтметра соизмеримо с сопротивлением нагрузки (б)
При любом варианте (рис. 17.1) подключения вольтметра и амперметра мощность цепи постоянного тока вычисляется по формуле
Р = U·I.
Прямое измерение мощности цепи постоянного тока чаще всего производят электродинамическим ваттметром. Схема подключения ваттметра изображена на рис. 17.2.
На рис.17.2 показано, что неподвижная катушка ваттметра включена последовательно с измеряемой нагрузкой RH , а подвижная катушка – параллельно ей. При таком включении отклонение подвижной части прибора пропорционально измеряемой мощности на нагрузке:
.
Направление отклонения подвижной части ваттметра зависит от взаимного направления токов в цепях измерительного механизма. Необходимо соблюдать правила соединения генераторных зажимов последовательной и параллельной катушек измерительного прибора, а именно: генераторные зажимы ваттметра всегда включаются в сторону источника питания.
Рис. 17.2.
Электрическая схема подключения ваттметра для измерения мощности постоянного
тока
17.3. Измерение мощности в цепях переменного тока
Измерение мощности переменного однофазного тока выполняется аналогично измерению мощности постоянного тока с помощью ваттметра, электрическая схема подключения катушек которого к нагрузке изображена на рис. 17.2.
Измерение активной мощности в трехфазных цепях может быть осуществлено одним, двумя или тремя ваттметрами.
Метод измерения одним ваттметром применим для определения мощности симметричных трехфазных цепей, соединенных звездой или в треугольник. Схема подключения ваттметра для измерения мощности симметричных трехфазных цепей изображена на рис. 17.3.
Рис. 17.3. Схема подключения ваттметра для измерения мощности симметричных трехфазных цепей, соединенных звездой без нейтрального провода (а) и в треугольник (б)
На рис. 17.3 показано, что токовая цепь ваттметра включается последовательно с сопротивлением ZФ какой-либо фазы нагрузки, а параллельная цепь – на напряжение этой же фазы. Мощность трехфазной нагрузки определяется умножением показаний ваттметра Рw на 3:
Р = 3·Рw.
Если фазное напряжение сети превышает номинальное напряжение ваттметра, то последовательно с обмоткой напряжения этого ваттметра включается добавочное сопротивление Rg как это показано на рис. 17.3. Тогда мощность симметричной трехфазной сети вычисляют по формуле
, где
RV - сопротивление параллельной катушки ваттметра.
Метод двух ваттметров применяется для измерения активной мощности симметричных и несимметричных трехфазных цепей (без нейтрального провода). Электрическая схема подключения двух ваттметров в трех вариантах для измерения активной мощности трехфазной сети изображена на рис. 17.4.
Рис. 17.4. Электрическая схема подключения двух ваттметров в трех вариантах для измерения активной мощности трехфазной сети
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.