Измерение мощности ваттметром

Измерение мощности производят обычно с помощью ваттметра электродинамической системы, в котором имеются две катушки — неподвижная и по­движная.

Подвижная катушка, выполненная из очень тонкого провода, имеет практически чисто активное сопротивление и называется параллельной обмоткой. Ее включают параллельно участку цепи, подобно вольтметру. Жестко скрепленная со стрелкой (указате­лем), она может вращаться в магнитном поле, создаваемом неподвижной катушкой.

Рис. 6.6

Неподвижная катушка, выполненная из довольно толстого про­вода, имеет очень малое активное сопротивление и называется по­следовательной обмоткой. Ее включают в цепь последовательно, подобно амперметру.

На электрической схеме ваттметр изображают, как показано на рис. 6.6. Одна пара концов (на рисунке обычно расположена гори­зонтально) принадлежит последовательной обмотке, другая пара концов (на рисунке расположена вертикально) — параллельной. На концах одноименных зажимов обмоток (например, у начала обмоток) принято ставить точки.

Вращающий момент ваттметра, а следовательно, и его показа­ния пропорциональны действительной части произведения комп­лексного напряжения U_ab на параллельной обмотке ваттметра на сопряженный комплекс тока I, втекающего в конец последователь­ной (токовой) обмотки ваттметра и снабженной точкой:

 

Re U_ab I = U_ab Icos(U_ab I).

 

Напряжение на параллельной обмотке берут равным разности потенциалов между ее концом, имеющим точку (точка а), и ее кон­цом, не имеющим точки (точка b). Предполагается, что ток I втекает в конец последовательной обмотки, у которого поставлена точка.

Цена деления ваттметра определяется как частное от деления произведения номинального напряжения на номинальный ток (ука­зывают на лицевой стороне прибора) на число делений шкалы.

Пример. Номинальное напряжение ваттметра 120 В. Номинальный ток 5 А. Шкала имеет 150 делений. Определить цену деления ваттметра.

Решение. Цена деления ваттметра равна 120 х 5/150 = 4 Вт/дел.

 

 

1.6 Расчет электрических цепей при наличии в них магнитно­связанных катушек.

В состав электрических цепей могут входить катушки, магнитно-связанные с другими катушками. Поток одной из них пронизывает другие и наводит в них ЭДС взаимоиндукции, которые должны быть учтены при расчете. При составлении урав­нений для магнитно-связанных цепей необходимо знать, согласно или встречно направлены потоки самоиндукции и взаимоиндукции.

Правильное заключение об этом можно сделать, если известно направление намотки катушек на сердечнике и выбрано положи­тельное направление токов в них.

На рис. 6.7, а катушки включены согласно, на рис. 6.7, б — встречно. Чтобы не загромождать чертеж, сердечники катушек на электрических схемах обычно не изображают, ограничиваясь тем, что одноименные зажимы (например, начала катушек) помечают одинаковыми значками, например точками.

Схема рис. 6.7, в эквивалентна схеме рис. 6.7, а, а схема рис. 6.7, г — схеме рис. 6.7, б.

Рис. 6.7

 

Рис. 6.8

Если на электрической схеме токи двух магнитно-связанных катушек одинаково ориентированы относительно одноименно обоз­наченных зажимов, например оба направлены к точкам или оба направлены от точек, то имеет место согласное включение, в про­тивном случае — встречное.

Если магнитно связано несколько катушек, то начало и конец размечают для каждой пары катушек отдельно.

На примере рис. 6.8 рассмотрим методику составления урав­нений для расчета магнитно-связанных цепей. Произвольно выбе­рем положительные направления токов в ветвях схемы. Направле­ния обхода контуров выберем по часовой стрелке. Составим уравнения дли мгновенных значений: i ₁ = i ₂ + i ₃. Для левого контура (первая и вторая ветви)

 

(a)

 

Перед слагаемым поставлен тот же знак, что и перед , так как токи i ₁ и i ₂ входят в одноименные зажимы магнитно-связан­ных катушек, т. е. имеет место согласное включение. Сумма слагаемых + представляет собой падение напряжения на пер вой катушке.

Слагаемые левой части уравнения (а) взяты со знаком плюс, так как на всех участках первого контура положительные направления токов совпадают с направлением обхода контура.

Составим уравнение для правого контура (вторая и третья вет­ви). Направление тока i ₂ встречно направлению обхода контура, поэтому сумма падений напряжений во второй ветви войдет в урав­нение со знаком минус:

 

 

В комплексной форме записи:

I ₁ = I ₂+ I ₃; (б)