Ваттметр | это… Что такое Ваттметр?

Ваттме́тр (ватт + др.-греч. μετρεω — «измеряю») — измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала.

Содержание 1 Классификация 2 Ваттметры низкой частоты и постоянного тока 3 Ваттметры поглощаемой мощности радиодиапазона 4 Ваттметры проходящей мощности радиодиапазона 5 Оптические ваттметры 6 Наименования и обозначения 7 Основные нормируемые характеристики 8 См. также 9 Литература 10 Ссылки

Классификация

По назначению и диапазону частот ваттметры можно разделить на три категории — низкочастотные (и постоянного тока), радиочастотные и оптические. Ваттметры радиодиапазона по назначению делятся на два вида: проходящей мощности, включаемые в разрыв линии передачи, и поглощаемой мощности, подключаемые к концу линии в качестве согласованной нагрузки. В зависимости от способа функционального преобразования измерительной информации и её вывода оператору ваттметры бывают аналоговые (показывающие и самопишущие) и цифровые.

Ваттметры низкой частоты и постоянного тока

Аналоговый ваттметр

НЧ-ваттметры используются преимущественно в сетях электропитания промышленной частоты для измерения потребляемой мощности, могут быть однофазные и трехфазные. Отдельную подгруппу составляют варметры — измерители реактивной мощности. Цифровые приборы обычно совмещают возможность измерения активной и реактивной мощности.

Аналоговые НЧ-ваттметры электродинамической или ферродинамической системы имеют в измерительном механизме две катушки, одна из которых подключается последовательно нагрузке, другая параллельно. Взаимодействие магнитных полей катушек создает вращающий момент, отклоняющий стрелку прибора, пропорциональный произведению силы тока, напряжения и косинуса или синуса разности фаз (для измерения соответственно активной или реактивной мощности).

• ПРИМЕРЫ: Ц301, Д8002, Д5071

Цифровые НЧ-ваттметры имеют в качестве входных цепей два датчика — по току и по напряжению, подключаемые соответственно последовательно и параллельно нагрузке, датчики могут быть на основе измерительных трансформаторов, термисторов, термопар и другие. Информация с датчиков через АЦП передается на вычислительное устройство, в котором рассчитываются активная и реактивная мощность, далее итоговая информация выводится на цифровое табло и, при необходимости, на внешние устройства (для хранения, печати данных и т. д.).

• ПРИМЕРЫ: MI 2010А, СР3010, ЩВ02

Ваттметры поглощаемой мощности радиодиапазона

Детекторный СВЧ-ваттметр М3-5С

Ваттметры поглощаемой мощности образуют весьма большую и широко используемую подгруппу ваттметров радиодиапазона. Видовое деление этой подгруппы связано в основном с применением различных типов первичных преобразователей (приемных головок). В серийно выпускаемых ваттметрах используются преобразователи на базе термистора, термопары и пикового детектора; значительно реже, в экспериментальных работах, применяются датчики, основанные на других принципах — пондеромоторном, гальваномагнитном и т.

 д. При работе с ваттметрами поглощаемой мощности следует помнить, что из-за неидеального согласования входного сопротивления приемных головок с волновым сопротивлением линии, часть энергии отражается и реально ваттметр измеряет не падающую мощность, а поглощаемую, которая отличается от падающей на величину, равную K _P×P_пад, где K_P — коэффициент отражения по мощности.

Термисторные (болометрические) ваттметры состоят из приемного преобразователя на базе термистора (или болометра) и измерительного моста с источником низкочастотного переменного тока для подогрева термистора. Принцип действия термисторного преобразователя состоит в зависимости сопротивления термистора от температуры его нагрева, которая, в свою очередь зависит от рассеиваемой мощности сигнала, подаваемого на него. Измерение осуществляется методом сравнения мощности измеряемого сигнала, рассеиваемой в термисторе и разогревающей его, с мощностью тока низкой частоты, вызывающей такой же нагрев термистора.

В процессе измерения полная мощность, рассеиваемая на термисторе (при подаче на него одновременно измеряемого сигнала и тока подогрева) и, соответственно, сопротивление термистора поддерживается одинаковым с помощью измерительного моста, который уравновешивается изменением тока подогрева. В первых моделях термисторных ваттметров уравновешивание осуществлялось вручную, в современных ваттметрах уравновешивание автоматическое, показания выводятся в цифровом виде. К недостаткам термисторных ваттметров относится их малый динамический диапазон — максимальная мощность рассеивания — несколько милливатт, это ограничение преодолевается использованием аттенюаторов, делящих мощность, но вносящих при этом дополнительную погрешность.

• ПРИМЕРЫ: М3-22А, М3-28

Калориметрические ваттметры отличаются от термисторных тем, что для поглощения измеряемой мощности используется отдельная нагрузка, от которой тепло передается на термисторный преобразователь через рабочую среду — дистиллированную воду или специальную жидкость. Жидкая среда циркулирует со строго заданной скоростью потока, омывая по очереди входную нагрузку, преобразователь и охлаждающий теплообменник.

• ПРИМЕРЫ: М3-13, МК3-68, МК3-70

Термоэлектрические ваттметры в качестве первичного преобразователя используют термопару (или блок термопар) прямого или косвенного нагрева. При измерении горячий спай термопары нагревается под воздействием подводимой мощности измеряемого сигнала, при этом вырабатывается термо-э.д.с. Измерительная информация в виде сигнала постоянного тока поступает на электронный блок (аналоговый или цифровой), где обрабатывается и поступает на показывающее устройство.

• ПРИМЕРЫ: М3-51, М3-56, М3-93

Ваттметры с пиковым детектором просты в устройстве, в отличие от других видов ваттметров способны измерять не только мощность непрерывного сигнала, но и пиковую мощность радиоимпульсов, однако, из-за низкой точности измерения в настоящее время применяются редко. По принципу действия такой ваттметр представляет собой выпрямительный вольтметр переменного тока, имеющий на входе нагрузку с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля, и с отчетным устройством, проградуированным в значениях мощности.

• ПРИМЕРЫ: М3-3А, М3-5А

Ваттметры проходящей мощности радиодиапазона

В ваттметрах проходящей мощности в качестве первичного преобразователя, обычно используется направленный ответвитель — устройство, позволяющее ответвлять от основного тракта передачи очень небольшую долю энергии. Отведенная часть энергии подается на вторичный преобразователь, например, детекторную или термисторную головку, откуда сигнал измерительной информации подается на функциональный преобразователь и, далее, на показывающее устройство.

На относительно низких частотах (в ДВ- и СВ-диапазонах), использование направленных ответвителей затруднительно, в этом случае в качестве первичных преобразователей можно использовать датчики силы тока и напряжения в линии, измерительная информация с которых далее обрабатывается в функциональном преобразователе (перемножение значений с учетом разности фаз). Датчиками могут служить, например, трансформатор напряжения и трансформатор тока. Такой способ измерения используется обычно в специализированных приборах для контроля мощности, выдаваемой в антенну радиопередатчиком.

На сверхвысоких частотах, в волноводных трактах, для измерения проходящей мощности может использоваться пондеромоторный метод или датчики, встраиваемые в стенку волновода — термисторные, термоэлектрические, гальваномагнитные.

• ПРИМЕРЫ: М2-23, М2-32, NAS

Оптические ваттметры

• ПРИМЕРЫ: ОМК3-69, ОМ3-65

Наименования и обозначения

Видовые наименования:

• Измеритель мощности — другое название ваттметров радио- и оптического диапазонов
• Киловаттметр — прибор для измерения мощности больших значений (единицы сотни киловатт)
• Милливаттметр — прибор для измерения мощности малых значений (меньше 1 ватта)
• Варметр — прибор для измерения реактивной мощности
• Ваттварметр — прибор, позволяющий измерять активную и реактивную мощность

Для обозначения типов электроизмерительных (низкочастотных) ваттметров традиционно используется отраслевая система обозначений, в которой приборы маркируются в зависимости от системы (основного принципа действия):

• Дхх — приборы электродинамической системы
• Цхх — приборы выпрямительной системы
• Фхх, Щхх — приборы электронной системы
• Нхх — самопишущие приборы

Ваттметры радио- и оптического диапазонов маркируются по ГОСТ 15094:

• М1-хх — калибраторы, установки или приборы для поверки ваттметров (радиодиапазона)
• М2-хх — ваттметры проходящей мощности (радиодиапазона)
• М3-хх — ваттметры поглощаемой мощности (радиодиапазона)
• М5-хх — преобразователи приемные (головки) ваттметров
• ОМ3-хх — оптические ваттметры поглощаемой мощности

Основные нормируемые характеристики

• Диапазон рабочих частот
• Диапазон измерений
• Допустимая погрешность измерения (для эл. -изм. — класс точности)
• Допустимый КСВн — для ваттметров радиодиапазона

См. также

• Мощность
• Радиоизмерительные приборы
• Электроизмерительные приборы

Литература

• Справочник по электроизмерительным приборам / Под ред. К. К. Илюнина — Л.: Энергоатомиздат, 1983
• Справочник по радиоизмерительным приборам. В 3-х т. / Под ред. В. С. Насонова — М.: Сов. радио, 1979
• Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений — М.: Мир, 1990
• Справочник по радиоэлектронным устройствам. В 2-х т. / Под ред. Д. П. Линде — М.: Энергия, 1978

Нормативно-техническая документация

• ГОСТ 8476-78 Ваттметры и варметры. Общие технические условия
• ГОСТ 8476-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 3. Особые требования к ваттметрам и варметрам
• ГОСТ 8.392-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Ваттметры СВЧ малой мощности и их первичные измерительные преобразователи диапазона частот 0,03-78, 33 ГГц. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.397-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Ваттметры волноводные импульсные малой мощности в диапазоне частот 5,64-37,5 ГГц. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.497-83 Государственная система обеспечения единства измерений. Амперметры, вольтметры, ваттметры, варметры. Методика поверки
• ГОСТ 8.569-2000 Государственная система обеспечения единства измерений. Ваттметры СВЧ малой мощности диапазона частот 0,02-178,6 ГГц. Методика поверки и калибровки
• IEC 61315(1995) Калибрование измерителей мощности (ваттметров) волоконно-оптических источников излучения

Ссылки

• На Викискладе есть медиафайлы по теме Ваттметр
• Измерители мощности (ваттметры) СВЧ российского производства
• Измерение вносимых потерь с помощью ваттметров
• УКВ-ваттметр с расширенными возможностями
• ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ВАТТМЕТР И ГЕНЕРАТОР ШУМА

Электротехника

Электротехника

Евсюков А. А. Электротехника: Учеб. пособие для студентов физ. спец. пед. ин-тов.— М.: Просвещение, 1979.— 248 с. В пособии описаны линейные цепи переменного тока, трехфазные цепи, электрические измерения и приборы, трансформаторы, электрические машины переменного и постоянного токов, элементы автоматики, а также техника безопасности. Приведены основные правила работы в учебной электротехнической лаборатории. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1. ОДНОФАЗНЫЕ ЦЕПИ § 1.2. ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ЭДС § 1.3. ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ § 1.4. СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 1.5. МЕТОД ВЕКТОРНЫХ ДИАГРАММ § 1.6. СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 1.7. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ § 1.8. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИНДУКТИВНОСТЬЮ § 1.9. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ § 1. 10. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЕМКОСТЬЮ § 1.11. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКОЙ § 1.12. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ R, L И С. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ § 1.13. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ § 1.14. РЕЗОНАНС ТОКОВ § 1.15. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ § 1.16. ПРОВОДИМОСТЬ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ § 1.17. СИМВОЛИЧЕСКИЙ МЕТОД 2. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ § 1.19. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 1.20. СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДОЙ § 1.21. СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ § 1.22. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ ГЛАВА II. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ § 2.3. ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ § 2.4. ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ § 2.5. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.7. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.8. ФЕРРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.9. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ВАТТМЕТРЫ § 2.10. ОДНОФАЗНЫЙ ФАЗОМЕТР § 2.11. ОДНОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ § 2. 12. ОММЕТРЫ § 2.13. ЛОГОМЕТРЫ § 2.14. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.15. ДЕТЕКТОРНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.16. ШКОЛЬНЫЕ ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.17. ПОНЯТИЕ О ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ § 2.18. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 2.19. ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГИИ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 2.20. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ § 2.21. ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ГЛАВА III. ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3.2. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.3. ХОЛОСТОЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.4. РАБОЧИЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.5. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.6. ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3.7. КОНСТРУКЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ § 3.8. АВТОТРАНСФОРМАТОР § 3.9. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ Глава IV. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. ВЫПРЯМИТЕЛИ 4.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ § 4.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ § 4. 3. ТИРИСТОРЫ § 4.4. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 4.5. ПРИМЕНЕНИЕ ТИРИСТОРОВ ДЛЯ ВЫПРЯМЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА § 4.6. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ § 4.7. ПОНЯТИЕ ОБ ИНВЕРТОРАХ § 4.8. ФЕРРОРЕЗОНАНС В НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ § 4.9. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ § 4.10. ШКОЛЬНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ГЛАВА V. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 5.2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.3. СОЗДАНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМОЙ § 5.4. СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ. ТИПЫ ОБМОТОК СТАТОРА § 5.5. СКОЛЬЖЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 1.6. МАГНИТНЫЙ ПОТОК ЭДС И ТОКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.7. ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.8. АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОНТАКТНЫМИ КОЛЬЦАМИ § 5.9. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.10. ПУСК В ХОД АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.11. РЕВЕРСИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5. 12. ОДНОФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ § 5.13. ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.14. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.15. ЭДС СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.16. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ § 5.17. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.18. УПРОЩЕННАЯ ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.19. РАБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПАРАЛЛЕЛЬНО С СЕТЬЮ § 5.20. ОБРАТИМОСТЬ СИНХРОННЫХ МАШИН. ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.21. ПУСК И ОСТАНОВКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.22. ВЛИЯНИЕ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА РАБОТУ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ. СИНХРОННЫЙ КОМПЕНСАТОР § 5.23. РЕАКТИВНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ § 5.24. ПРИМЕНЕНИЕ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ГЛАВА VI. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА. ТИПЫ ОБМОТОК ЯКОРЯ § 6.3. ЭДС И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.4. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ § 6.5. КОММУТАЦИЯ § 6.6. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6. 7. ОБРАТИМОСТЬ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА. ДВИГАТЕЛИ § 6.8. ДВИГАТЕЛЬ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.9. ДВИГАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.10. ДВИГАТЕЛЬ СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.11. КОЛЛЕКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВА VII. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ § 7.2. РЕЛЕ § 7.3. ДАТЧИКИ § 7.4. АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ § 7.5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ § 7.6. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ § 7.7. ТЕЛЕМЕХАНИКА § 7.8. КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ ГЛАВА VIII. ПРОИЗВОДСТВО, ПЕРЕДАЧА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ § 8.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ § 8.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ § 8.3. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ § 8.4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ ГЛАВА IX. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ ГЛАВА X. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ § 10.1. ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА § 10.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА § 10. 3. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ § 10.4. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЗЕМЛЕНИЕ НА НЕЙТРАЛЬ (ЗАНУЛЕНИЕ) § 10.5. ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА И КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК § 10.6. ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ ПОРАЖЕННОМУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ § 10.7. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ В УЧЕБНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ ЛИТЕРАТУРА

Измерение трехфазной мощности

В этой статье рассказывается об измерении трехфазной мощности при соединении нагрузки по схеме «звезда» или «треугольник» с использованием методов ваттметра.

Мощность трехфазной нагрузки можно измерить следующими методами:

1. Метод трех ваттметров
2. Метод двух ваттметров
3. Метод одного ваттметра

Название этих методов указывает на количество ваттметров, используемых при измерении трехфазной мощности.

Содержание

Что такое ваттметр?

Ваттметр — это прибор, используемый для измерения мощности в электрической цепи. Он состоит из двух типов катушек. Это:

• Токовая катушка , обладающая низким сопротивлением .
• Катушка давления или потенциала , обладающая высоким сопротивлением .

Токовая катушка соединена последовательно с проводящей линией. Катушка давления подключается к двум точкам, разность потенциалов которых должна быть измерена. Обратитесь к рисунку для подключения ваттметра.

Подключение ваттметра

Ваттметр показывает показания, пропорциональные произведению трех величин. Они

• Ток (I) через катушку тока.
• Разность потенциалов (В) на катушке давления.
• Косинус угла между напряжением и током (Cosϕ).

P = VICos(ϕ)

Сравнение методов измерения мощности в трехфазной цепи показано в таблице ниже.

Метод трех ваттметров	Используется для измерения 3-фазных 4-проводных цепей. Как сбалансированные, так и несбалансированные нагрузки.
Метод одного ваттметра	Используется в сбалансированной 3-фазной 3-проводной цепи нагрузки.
Метод двух ваттметров	Используется как в симметричных, так и в несимметричных 3-фазных, 3-проводных цепях

Метод трех ваттметров

Теперь мы объясним измерение трехфазной мощности с использованием метода трех ваттметров.

Метод трех ваттметров используется для измерения мощности в 3-фазных 4-проводных цепях. Однако этот метод также можно использовать для трехфазной нагрузки, соединенной по схеме треугольника с тремя проводами, где мощность, потребляемая каждой нагрузкой, должна определяться отдельно.

На приведенном ниже рисунке показано подключение трех ваттметров для трехфазной четырехпроводной нагрузки, соединенной звездой.

Метод трех ваттметров

Как показано на рисунке, три ваттметра подключены к каждой из трех фаз для измерения трехфазного энергопотребления нагрузки, независимо от того, соединены ли они звездой или треугольником.

Катушка тока каждого ваттметра пропускает ток только одной фазы, а катушка давления измеряет фазное напряжение фазы. Следовательно, каждый ваттметр измеряет мощность в одной фазе. Полная мощность в нагрузке определяется алгебраической суммой показаний трех ваттметров.

P = W1 + W2 + W3

где , W1 = V1*I1 , W2 = V2*I2, W3 = V3*I3

Недостатки метода трех ваттметров с:

• В случае 3-фазной, 3-проводной нагрузки, соединенной звездой, трудно получить нейтральную точку, которая требуется для подключения. В особых случаях, когда необходимо использовать этот метод, можно сформировать «искусственную звезду».
• В случае цепей, соединенных треугольником, сложность использования этого метода связана с тем, что для ввода токовых катушек ваттметров требуется разрыв фазных катушек.

Для измерения мощности не обязательно использовать три ваттметра, можно использовать даже два ваттметра.

За исключением 3-фазной, 4-проводной несбалансированной нагрузки, трехфазная мощность измеряется только методом двух ваттметров.

Метод одного ваттметра

Следующий метод, который мы собираемся обсудить, это метод одного ваттметра.

В этом методе измерения трехфазной мощности катушка тока подключается к любой линии, а катушка давления подключается попеременно между этой и двумя другими линиями. Схема подключения показана на рисунке ниже.

Метод одного ваттметра

Таким образом, мы получим два показания для сбалансированной нагрузки. Два полученных таким образом показания соответствуют показаниям, полученным обычным методом двух ваттметров.

Сбалансированная нагрузка — это нагрузка, потребляющая одинаковый ток от каждой фазы трехфазной системы, в то время как несимметричная нагрузка имеет по крайней мере один из этих токов, отличный от остальных.

В симметричной 3-проводной 3-фазной цепи нагрузки мощность в каждой фазе одинакова. Следовательно, полную мощность цепи можно определить, умножив мощность, измеренную в любой одной фазе, на три.

Общая мощность при сбалансированной нагрузке = 3 x мощность на фазу

= 3 x показания ваттметра

Недостатки метода одного ваттметра

Этот метод не так универсален, как метод двух ваттметров, потому что он ограничен справедливой балансировкой только нагрузки. Даже незначительная степень дисбаланса нагрузки приводит к большой ошибке измерения.

Однако его удобно применять, например, когда требуется найти мощность, подводимую к заводскому двигателю, чтобы проверить нагрузку на двигатель.

Метод двух ваттметров

Как видно из названия, в этом методе для измерения трехфазной мощности используются два ваттметра. Это самый популярный метод среди трех.

Этот метод обычно используется для измерения мощности в трехфазных трехпроводных цепях нагрузки. Его можно использовать для измерения мощности при соединении нагрузки по схеме звезда/треугольник в сбалансированном или несбалансированном состоянии.

Помните, что сбалансированная нагрузка — это нагрузка, потребляющая одинаковый ток от каждой фазы трехфазной системы, в то время как несимметричная нагрузка имеет по крайней мере один из этих токов, отличный от остальных.

В методе двух ваттметров катушки тока двух ваттметров вставлены в любые две линии, а катушка давления каждого ваттметра присоединена к третьей линии. Обратитесь к рисунку ниже для лучшего понимания.

Метод двух ваттметров

На рисунке выше показано подключение двух ваттметров нагрузки, соединенной звездой. Точно так же используются нагрузки, соединенные треугольником. Метод двух ваттметров можно использовать независимо от сбалансированной или несимметричной нагрузки.

Алгебраическая сумма двух показаний ваттметра дает общую мощность в 3-фазных, 3-проводных цепях нагрузки, соединенных звездой или треугольником, независимо от того, является ли нагрузка сбалансированной или несимметричной.

P = W1 + W2

Примечания по ваттметру

Ваттметр — это устройство, которое измеряет мощность или количество энергии, используемой в данном пространстве или системе. Короче говоря, он используется для измерения активной электрической мощности. Это полезное устройство для сравнения энергопотребления различных систем, таких как лампы и компьютеры, а также для измерения мощности систем, которые работают на слишком низком уровне мощности, чтобы его можно было измерить другими приборами. Ваттметры также используются в области энергоэффективности для измерения энергоэффективности зданий, приборов и других систем.

Ваттметр

Ваттметр — это прибор, используемый для измерения и оценки электрической мощности. Обычно он используется для определения количества энергии, проходящей через цепь, и может использоваться для оценки электрической нагрузки системы. Он обычно используется для определения источника питания системы и часто является первым тестируемым инструментом блока питания (PSU). Это также важный инструмент в области силовой электроники, где он используется для измерения, мониторинга и управления потоком мощности в силовых электронных устройствах, таких как преобразователи и делители мощности. Он измеряет среднюю скорость потока электрической энергии в ваттах.

Рабочий механизм ваттметра основан на том принципе, что количество электроэнергии, потребляемой прибором, пропорционально мощности, потребляемой прибором. Таким образом, прибор, который потребляет больше электроэнергии, будет потреблять больше энергии, чем прибор аналогичного размера. Формула, используемая для расчета мощности с помощью ваттметра:

       P = IVCosθ

Ключевые моменты ваттметра

• Отображает электрическую мощность устройств
• Отслеживает потребление энергии
• Может измерять напряжение, ток, мощность, коэффициент мощности и потребление энергии с точностью от 1% до 5%
• Может выйти из строя из-за чрезмерного тока
• Потребляет энергию, хотя потребляемое количество очень мало
• Оба электрические и цифровые ваттметры доступны на рынке

Типы ваттметров

Существует два типа ваттметров: электродинамометрический ваттметр и индукционный ваттметр.

1. Электродинамометрический ваттметр

Электродинамометр или ваттметр используется для измерения количества энергии, передаваемой электрическим током. Он состоит из пары проводов, между которыми проходит ток. Ток создает магнитное поле, которое можно измерить с помощью вольтметра. Вольтметр считывает ток в напряжении, который можно использовать для расчета энергии, передаваемой током, а затем и расстояния, пройденного током в проводе. Чаще всего электродинамометры применяются в электродвигателях и генераторах. Электродвигатели полагаются на ток, протекающий по проводу, для создания силы.

2. Индукционный ваттметр

Индукционные ваттметры используются для измерения количества ватт электричества, протекающего по цепи или проводу. Они используются в производстве электроэнергии, распределении электроэнергии и системах передачи электроэнергии для измерения мощности и энергии. Они также используются в системах контроля и управления электроэнергией, тестировании качества электроэнергии и измерении качества электроэнергии. Индукционные ваттметры представляют собой тип ваттметров с переменной скоростью.

Использование ваттметров

1. Электроэнергетические компании используют ваттметры для регистрации количества электроэнергии и энергии, потребляемой их клиентами.
2. Ваттметры обычно используются для измерения выходной мощности небольших фотогальванических батарей для определения количества электроэнергии, вырабатываемой системой.