Mạch chuyển đổi của một wattmeter
Oát kế dùng để đo trực tiếp công suất của mạch điện một chiều. Cuộn dây nối tiếp cố định hoặc cuộn dây dòng điện của oát mét được mắc nối tiếp với bộ thu năng lượng điện. Một cuộn dây song song có thể di chuyển được hoặc cuộn dây điện áp được nối nối tiếp với một điện trở bổ sung tạo thành mạch song song của oát kế, mạch này được nối song song với các máy thu năng lượng.
Góc quay của phần di động của wattmeter:
α = k2IIu = k2U / Ru
trong đó tôi - dòng điện cuộn dây nối tiếp; Azi — dòng điện của cuộn dây song song của oát kế.
Cơm. 1. Sơ đồ thiết bị và các kết nối của wattmeter
Vì, do sử dụng điện trở bổ sung, mạch song song của wattmeter có điện trở rth gần như không đổi, nên α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P
Do đó, dựa vào góc quay của phần di động của wattmeter, công suất của mạch có thể được ước tính.
Wattmeter quy mô thống nhất.Khi làm việc với wattmeter, cần lưu ý rằng sự thay đổi hướng của dòng điện ở một trong các cuộn dây gây ra sự thay đổi hướng của mô-men xoắn và hướng quay của cuộn dây chuyển động, và do thang đo của oát mét thường được chế tạo một phía, tức là các vạch chia của thang đo được đặt từ 0 sang phải, khi đó với chiều sai của dòng điện ở một trong các cuộn dây, sẽ không thể xác định được giá trị đo được từ oát mét.
Vì những lý do này, bạn phải luôn phân biệt giữa các kẹp oát kế. Đầu cuối của cuộn dây nối tiếp được kết nối với nguồn điện được gọi là máy phát điện và được đánh dấu trên các thiết bị và sơ đồ bằng dấu hoa thị. Kẹp mạch song song nối với dây nối với cuộn dây nối tiếp còn được gọi là kẹp máy phát và được đánh dấu hoa thị.
Do đó, với mạch chuyển đổi oát mét chính xác, dòng điện trong cuộn dây oát mét được hướng từ các cực của máy phát điện đến các cực của máy phát điện. Có thể có hai mạch chuyển mạch oát mét (xem Hình 2 và Hình 3).
Cơm. 2. Sơ đồ nối dây wattmeter đúng
Cơm. 3. Sơ đồ nối dây wattmeter đúng
Trong sơ đồ thể hiện trong hình. 2, dòng điện của cuộn dây nối tiếp của wattmeter bằng với dòng điện của máy thu năng lượng có công suất được đo và mạch song song của wattmeter dưới điện áp U' lớn hơn điện áp của máy thu một lượng giảm điện áp trong cuộn nối tiếp. Do đó, PB = IU' = I(U + U1) = IU = IU1 công suất mà oát-kế đo được bằng công suất của các máy thu năng lượng cần đo và công suất của cuộn dây nối tiếp của oát-kế.
Trong sơ đồ thể hiện trong hình.3, điện áp trong mạch song song của wattmeter bằng với điện áp của máy thu và dòng điện trong cuộn dây nối tiếp lớn hơn dòng điện mà máy thu tiêu thụ bằng giá trị của dòng điện trong mạch song song của wattmeter. Do đó, Pc = U(I + Iu) = UI + UIu, công suất đo được bằng oát kế bằng công suất của các máy thu năng lượng đo được và công suất của đoạn mạch song song của oát kế.
Khi thực hiện các phép đo trong đó có thể bỏ qua công suất của cuộn dây oát mét, nên sử dụng mạch như trong Hình. 2, bởi vì thông thường công suất của cuộn dây nối tiếp nhỏ hơn cuộn dây song song và do đó số đọc của đồng hồ đo sẽ chính xác hơn.
Để có các phép đo chính xác, cần phải hiệu chỉnh số đọc của oát mét, do độ bền của cuộn dây và trong những trường hợp như vậy, mạch điện của Hình. 3, vì hiệu chỉnh được tính dễ dàng theo công thức U2/ Ru, trong đó Ru thường được biết và hiệu chỉnh không thay đổi ở các giá trị hiện tại khác nhau nếu U không đổi.
Khi bạn bật wattmeter theo sơ đồ trong hình. 2, điện thế ở hai đầu cuộn dây chỉ khác nhau bởi lượng điện áp rơi trên cuộn dây chuyển động, vì các đầu cực máy phát của các cuộn dây được kết nối với nhau. Điện áp rơi trên cuộn dây chuyển động không đáng kể so với điện áp trong đoạn mạch song song vì điện trở của cuộn dây này không đáng kể so với điện trở của đoạn mạch song song.
Cơm. 4. Mạch kết nối oát kế sai
Trong bộ lễ phục. 4 một mạch song song không chính xác của một wattmeter được đưa ra.Ở đây, các đầu cuối của cuộn dây của máy phát được nối với nhau bằng điện trở bổ sung, do đó hiệu điện thế giữa các đầu của cuộn dây bằng với điện áp mạch (đôi khi rất đáng kể 240 - 600 V), và do động cơ đứng yên và chuyển động cuộn dây ở gần nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phá hủy lớp cách điện của cuộn dây. Ngoài ra, sẽ quan sát thấy tương tác tĩnh điện giữa các cuộn dây có điện thế rất khác nhau, điều này có thể gây ra sai số bổ sung trong phép đo công suất trong mạch.