Cách kết nối chính xác một wattmeter với mạch DC

Nó có một oát kế cho dòng điện định mức là 5 A và điện áp định mức là 300 V. Làm thế nào để kết nối nó với nguồn điện?

Nếu dòng tải Azx nhỏ hơn dòng cho phép, nghĩa là trong trường hợp này nhỏ hơn 5 A và nếu điện áp trong mạch đo nhỏ hơn điện áp cho phép của cuộn dây, tức là nhỏ hơn 300 V, thì mạch chuyển mạch có dạng sau (Hình 1, a): đầu tiên bật cuộn dây nối tiếp của wattmeter - thu thập mạch hiện tại (được hiển thị trong hình với một đường kẻ đậm), sau đó thu thập mạch điện áp, để bắt đầu của cuộn dây điện áp của oát mét được nối với cầu nhảy K với đầu của cuộn dòng điện được nối với một trong các cực của lưới và đầu cuối của cuộn điện áp được nối với một cực của lưới khác.

Hình 1. Sơ đồ kết nối oát mét: a — trực tiếp vào mạng đúng, b — sai, c — vào mạng có điện áp cao và dòng điện cao.

Đôi khi một mạch được bật trong đó bao gồm sức đề kháng jumper (Hình 1, b).Điều này không thể thực hiện được, vì trong trường hợp này, dòng điện hoạt động đi qua cầu nhảy chứ không phải dòng điện nhỏ của mạch điện áp, như trong sơ đồ đã thảo luận trước đó. Ngoài ra, trong mạch hiện tại của cuộn dây wattmeter, có điện trở thấp, điện trở của chính jumper và hai điện trở của các chuyển tiếp tiếp xúc được thêm vào. Tất cả điều này dẫn đến sự xuất hiện của một lỗi bổ sung trong phép đo công suất.

Nếu thang đo của thiết bị không được hiệu chuẩn theo đơn vị công suất (ví dụ: trong oát kế điện động nhiều giới hạn), nhưng có một số vạch chia N nhất định, thì để đo công suất ở giới hạn đo này, giá trị của vạch chia của oát kế phải được xác định theo công thức:

SN = AznUn/ H,

trong đó Un - điện áp danh định của oát mét hoặc giới hạn đo điện áp, Azn - dòng điện của oát mét hoặc giới hạn đo dòng điện, A, N - số vạch chia của thang đo oát mét (thường là 100 hoặc 150).

Cho một oát kế có Un = 150 V, Аzn = 5 A và n = 150. Sau đó, chi phí phân chia của thiết bị Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,

Để xác định công suất theo số đọc của thiết bị, bạn cần số đọc của thiết bị theo các đơn vị chia tỷ lệ n nhân với chi phí trên mỗi đơn vị Cn:

P = nSn.

Nếu điện áp nguồn lớn hơn điện áp cho phép của cuộn áp và dòng điện lớn hơn dòng điện cho phép của cuộn dòng thì cần mạch dòng điện không đổi để kết nối thiết bị, sử dụng một điện trở bổ sung và đo shunt (Hình 1, c).

Cách tính điện trở của một điện trở bổ sung và shunt để kết nối wattmeter với mạch DC

Giá trị của điện trở song song để kết nối oát mét cho mạch điện như trong Hình 1, c, có thể được xác định theo công thức:

rw = ra(p — 1) = ra (Ia / In — 1),

trong đó ra — điện trở của cuộn dây hiện tại của wattmeter, Ohm, p Hệ số shunt là và giá trị điện trở của điện trở bổ sung là từ biểu thức rd = rv (q — 1) = rv (U / Un — 1) ,

trong đó rv là điện trở của cuộn dây điện áp của oát kế, ôm.

Ví dụ, đối với một wattmeter có điện áp danh định của cuộn dây điện áp Un = 150 V và dòng điện danh định của cuộn dây dòng điện Azn = 5 A, được bao gồm trong mạch đo với điện áp 220 V (Hình 1, c) tại dòng điện khoảng 20 A, cần phải tính toán điện trở của điện trở bổ sung và shunt.

Giá trị điện trở shunt rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,

sau đó cần có một shunt có điện trở nhỏ hơn ba lần so với điện trở của mạch hiện tại của wattmeter để kết nối wattmeter. Điện trở của điện trở bổ sung ra = rv (220/150—1) =0,46 rv,

Giá trị công suất thực P = Pwpq, trong đó Pw là số đọc của oát mét nếu thang đo của nó được hiệu chỉnh theo đơn vị công suất.

Nếu wattmeter được kết nối song song, thì giá trị tách biệt có thể được xác định như sau:

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

Trong ví dụ đã cho, p = 4 và q = 1,46, do đó số đọc của công tơ mét phải được nhân với 5,86 để xác định giá trị công suất thực, điều này rất bất tiện. Do đó, khi chọn một shunt và một điện trở bổ sung, họ có xu hướng lấy các hệ số q và p bằng các số nguyên.

Trong ví dụ này, thật thuận tiện khi lấy p = 5 và q = 2, tức làrw = ра / 4 và Rd=rv, khi đó giá trị công suất đo được có thể được xác định bằng cách nhân số đọc của thiết bị với 10. Giá trị chia oát kế mới sẽ bằng C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / phần.,

trong đó 150 x 2 = 300 V là giới hạn đo điện áp của oát mét mới, 5 x 5 = 25 A là giới hạn đo dòng điện mới của oát mét.

Một điện trở bổ sung bên ngoài chỉ nên được đưa vào sau cuộn dây điện áp của wattmeter chứ không phải ở phía trước nó, nếu không điện thế của cuộn dây chuyển động so với cuộn dây đứng yên có thể đạt đến giá trị nguy hiểm cho cách điện.