מדידת זרם DC ו-AC חד פאזי

מהביטוי להספק זרם ישר P = IU, ניתן לראות שניתן למדוד אותו באמצעות מד זרם ומד מתח בשיטה עקיפה. עם זאת, במקרה זה, יש צורך לבצע קריאות בו-זמנית משני מכשירים וחישובים, אשר מסבכים את המדידות ומפחיתים את דיוקם.

למדידת הספק ב-DC ו זרם חילופין חד פאזי הם משתמשים במכשירים הנקראים מדי וואט המשתמשים במנגנוני מדידה אלקטרודינמיים ופרודינאמיים.

מדי וואטים אלקטרו-דינמיים מיוצרים בצורה של מכשירים ניידים עם דרגות דיוק גבוהות (0.1 - 0.5) ומשמשים למדידות מדויקות של הספק AC ו-DC בתדרים תעשייתיים ומוגברים (עד 5000 הרץ). מדי וואט פרודינמי נמצאים לעתים קרובות יותר בצורה של מכשירי פאנל עם דרגת דיוק נמוכה יחסית (1.5 - 2.5).

מדי וואטים כאלה משמשים בעיקר בזרם חילופין בתדר תעשייתי. בזרם ישר, יש להם שגיאה משמעותית עקב ההיסטרזיס של הליבות.

למדידת הספק בתדרים גבוהים, משתמשים במדדי וואט תרמו-אלקטריים ואלקטרוניים שהם מנגנון מדידה מגנו-אלקטרי המצויד בממיר כוח לזרם ישיר. ממיר ההספק מבצע את פעולת הכפל ui = p וקבלת אות במוצא התלוי במכפל ui, כלומר בהספק.

באיור. 1, ומוצגת האפשרות להשתמש במנגנון מדידה אלקטרודינמי לבניית מד וואטים ולמדוד הספק.

אורז. 1. ערכת מיתוג מד וואט (א) ודיאגרמת וקטור (ב)

הסליל הנייח 1, המחובר בסדרה עם מעגל העומס, נקרא המעגל הסדרתי של מד הוואטים, הסליל הנע 2 (עם נגד נוסף), המחובר במקביל לעומס, המעגל המקביל.

עבור מד וואטים קבוע:

שקול את פעולתו של מד וואטים אלקטרודינמי על זרם חילופין. תרשים וקטור איור. 1, b בנוי לאופי האינדוקטיבי של העומס. וקטור זרם Iu המעגל המקביל מפגר מאחורי הווקטור U בזווית γ עקב השראות כלשהי של הסליל הנע.

מביטוי זה עולה כי מד הוואטים מודד נכון את ההספק רק בשני מקרים: כאשר γ = 0 ו- γ = φ.

ניתן להשיג מצב γ = 0 על ידי יצירה תהודה של מתח במעגל מקביל, למשל, על ידי הכללת קבל C בקיבול המתאים, כפי שמוצג על ידי קו מקווקו באיור. 1, א. עם זאת, תהודה המתח תהיה רק ​​בתדר מסוים מסוים. התנאי לשינוי התדר γ = 0 מופר. כאשר γ אינו שווה ל-0, מד הוואטים מודד את ההספק עם שגיאה βy, הנקראת שגיאת הזווית.

בערך קטן של הזווית γ (γ בדרך כלל לא יותר מ 40 - 50 '), שגיאה יחסית

בזוויות φקרוב ל-90 מעלות, השגיאה הזוויתית יכולה להגיע לערכים גדולים.

השגיאה השנייה, הספציפית של מדי וואט, היא השגיאה הנגרמת מצריכת החשמל של הסלילים שלו.

בעת מדידת הכוח הנצרך על ידי העומס, שניים מעגלי מיתוג מד וואט, נבדל בהכללת המעגל המקביל שלו (איור 2).

אורז. 2. ערכות להפעלת הפיתול המקביל של מד הוואטים

אם לא ניקח בחשבון את מעברי הפאזות בין הזרמים והמתחים בסלילים ונחשב את העומס H כפעיל בלבד, השגיאות βa) ו-β(b), עקב צריכת האנרגיה של פיתולי מד הוואטים, עבור מעגלים של איור. 2, a ו-b:

כאשר P.i ו-P.ti - בהתאמה, ההספק הנצרך על ידי המעגלים הסדרתיים והמקבילים של מד הוואטים.

מהנוסחאות של βa) ו-β(b), ניתן לראות שלטעויות יכולות להיות ערכים ניכרים רק בעת מדידת הספק במעגלים בעלי הספק נמוך, כלומר. כאשר Pi ו-P.ti תואמים ל-Rn.

אם תשנה את הסימן של אחד מהזרמים בלבד, ישתנה כיוון הסטייה של החלק הנע של מד הוואטים.

למד הוואטים שני זוגות מהדקים (מעגלים סדרתיים ומקבילים) ובהתאם לשילובם במעגל, כיוון הסטייה של המצביע יכול להיות שונה. לחיבור נכון של מד הוואטים, אחד מכל זוג מהדקים מסומן ב- «*» (כוכבית) ונקרא "מהדק הגנרטור".