Kuinka kytkeä wattimittari oikein tasavirtapiiriin
Siinä on wattimittari 5 A:n nimellisvirralle ja 300 V:n nimellisjännitteelle. Kuinka se kytketään verkkovirtaan?
Jos kuormitusvirta Azx on pienempi kuin sallittu virta, eli tässä tapauksessa alle 5 A, ja jos jännite mittauspiirissä on pienempi kuin kelan sallittu jännite, eli alle 300 V, niin kytkentäpiirillä on seuraava muoto (kuva 1, a): kytke ensin wattimittarin sarjakäämi päälle - kerää virtapiiri (esitetty kuvassa lihavoidulla viivalla), sitten kerää jännitepiiri, tätä varten aloitus wattmittarin jännitekäämin on kytketty hyppyjohtimeen K virtakelan alkuun, joka on kytketty johonkin verkon napoihin, ja jännitekäämin pää, joka on kytketty toiseen verkon napaan.
Kuva 1. Kaaviot wattimittarin kytkemiseksi: a — suoraan verkkoon oikein, b — väärin, c — verkossa, jossa on korkea jännite ja suuri virta.
Joskus kun piiri kytketään siihen päälle sisältää vastustuksen jumpperit (kuva 1, b).Tätä ei voida tehdä, koska tässä tapauksessa hyppyjohtimen läpi kulkee käyttövirta, ei pieni jännitepiirin virta, kuten aiemmin käsitellyssä kaaviossa. Lisäksi wattimittarin kelan virtapiiriin, jolla on pieni vastus, lisätään itse hyppyjohtimen resistanssi ja kaksi kosketinsiirtymän vastusta. Kaikki tämä johtaa ylimääräisen virheen ilmestymiseen tehon mittauksessa.
Jos laitteen asteikkoa ei ole kalibroitu tehoyksiköissä (esimerkiksi monirajaisessa sähködynaamisessa wattimittarissa), mutta siinä on tietty määrä jakoja N, niin tehon mittaamiseksi tällä mittausrajalla mitataan tehoyksikön jaon arvo. wattimittari on määritettävä kaavalla:
SN = AznUn/ H,
missä Un — wattimittarin nimellisjännite tai jännitteen mittausraja, Azn — wattimittarin virta tai virranmittausraja, A, N — wattimittarin asteikon jakojen lukumäärä (yleensä 100 tai 150).
Olkoon wattimittari, jossa Un = 150 V, Аzn = 5 A ja n = 150. Tällöin laitteen jakokustannus Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,
Tehon määrittämiseksi laitteen lukemien mukaan tarvitset laitteen lukeman asteikon osissa n kerrottuna kustannuksilla jakoa kohti Cn:
P = nSn.
Jos verkkojännite on suurempi kuin jännitekäämin sallittu jännite ja virta on suurempi kuin virtakäämin sallittu virta, niin se on välttämätöntä vakiovirtapiiri liitä laite käyttämällä lisävastusta ja mittausshuntti (Kuva 1, c).
Kuinka laskea lisävastuksen ja shuntin resistanssi wattimittarin kytkemiseksi tasavirtapiiriin
Kuvassa 1, c esitetyn piirin wattimittarin kytkemisen shunttivastuksen arvo voidaan määrittää kaavalla:
rw = ra (p - 1) = ra (Ia / In - 1),
missä ra — wattimittarin virtakäämin resistanssi, ohm, p Vaihtokerroin on ja lisävastuksen resistanssin arvo on lausekkeesta rd = rv (q — 1) = rv (U / Un — 1) ,
missä rv on wattimittarin jännitekäämin vastus, ohmia.
Esimerkiksi wattimittarille, jonka jännitekäämin nimellisjännite on Un = 150 V ja virtakäämin nimellisvirta Azn = 5 A, joka sisältyy mittauspiiriin, jonka jännite on 220 V (kuva 1, c) Virran ollessa noin 20 A, on tarpeen laskea lisävastuksen ja shuntin resistanssit.
Shuntin resistanssiarvo rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,
silloin tarvitaan shuntti, jonka resistanssi on kolme kertaa pienempi kuin wattimittarin virtapiirin vastus. Lisävastuksen resistanssi ra = rv (220/150—1) =0,46 rv,
Todellinen tehoarvo P = Pwpq, jossa Pw on wattimittarin lukema, jos sen asteikko on kalibroitu tehoyksiköissä.
Jos wattimittari on kytketty, erotusarvo voidaan määrittää seuraavasti:
C'n = (UnAzn / pq) = Cn x p x q
Annetussa esimerkissä p = 4 ja q = 1,46, joten wattimittarin lukema on kerrottava 5,86:lla todellisen tehoarvon määrittämiseksi, mikä on epämukavaa. Siksi valittaessa shunttia ja lisävastusta, niillä on taipumus ottaa kertoimet q ja p yhtä suurena kokonaislukuina.
Tässä esimerkissä on sopivaa ottaa p = 5 ja q = 2, ts.rw = ра / 4 ja Rd=rv, niin mitattu teho voidaan määrittää kertomalla laitteen lukemat 10:llä. Uusi wattimittarin jakoarvo on yhtä suuri kuin C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / osa,
jossa 150 x 2 = 300 V on uusi wattimittarin jännitteen mittausraja, 5 x 5 = 25 A on wattimittarin uusi virranmittausraja.
Ulkoinen lisävastus tulisi sisällyttää vain wattimittarin jännitekäämin jälkeen, ei sen eteen, muuten liikkuvan kelan potentiaali kiinteään kohtaan voi saavuttaa eristyksen kannalta vaaralliset arvot.
