Вопросы для самоконтроля

1. Для чего предназначен амперметр?

2. Как выбрать для измерений амперметр?

3. Составьте принципиальную электрическую схему измерения силы тока в однофазной нагрузке.

4. Для чего предназначен вольтметр?

5. Как выбрать для измерений вольтметр?

6. Составьте принципиальную электрическую схему измерения напряжения на зажимах однофазной нагрузки.

7. Для чего предназначен ваттметр?

8. Опишите устройство ваттметра.

9. Опишите принцип действия ваттметра.

10. Как выбрать для измерений ваттметр?

11. Как определить предел измерения и цену деления ваттметра?

12. Составьте принципиальную электрическую схему измерения мощности однофазной нагрузки.

13. Составьте и опишите принципиальную электрическую схему включения ваттметра в высоковольтную однофазную сеть с помощью измерительных трансформаторов напряжения и тока.

14. Как определить коэффициент мощности устройства по показаниям амперметра, вольтметра и ваттметра?

9.5. Измерение электрической энергии

Для учёта потребления активной энергии используют счётчик активной энергии, буквенное обозначение которого на принципиальных электрических схемах – РWh. Измерительный механизм счётчика активной энергии устроен следующим образом. На двух магнитопроводах, имеющих подковообразную форму и расположенных перпендикулярно друг другу, находятся обмотки (катушки индуктивности). Одна обмотка (обмотка напряжения) включается параллельно потребителю, вторая обмотка (токовая обмотка) включается последовательно с потребителем. Между магнитопроводами укреплён алюминиевый диск на оси, которая связана со счётным механизмом.

Принцип действия измерительного механизма следующий: при протекании электрического тока по обмоткам наблюдается явление электромагнетизма, в результате чего создаются магнитные потоки обмоток. Эти потоки пронизывают диск и наблюдается явление электромагнитной индукции: в диске индуктируются вихревые э.д.с., под действием которых протекают вихревые токи. Взаимодействие магнитного поля обмоток и вихревых токов приводит к возникновению явления электромагнитной силы. Диск, а вместе с ним и счётный механизм, начинают вращаться. Для торможения диска (при отсутствии потребления электроэнергии) используется постоянный магнит подковообразной формы, полюса которого расположены по разные стороны относительно плоскости диска.

На шкале счётчика указываются следующие технические параметры: тип; номинальное напряжение (220 В, 380 В – для непосредственного включения; 100 В – для включения через измерительный трансформатор напряжения); номинальный ток (5 А, 10 А, 20 А, 50 А); постоянная счётчика, которая показывает, сколько оборотов диска соответствует 1 кВтч.

Счётчик активной энергии включается аналогично ваттметру.

На практике (помимо учёта потреблённой электроэнергии) счётчики используют для определения мощности включённой нагрузки. Для этого снимают разность показаний счётчика за длительный промежуток времени (несколько часов), которую соотносят времени:

, (9.12)

где Р – активная мощность включённой нагрузки, кВт;

W – разность показаний счётчика, кВтч;

t – время, ч.

Существует более быстрый, но менее точный способ определения мощности включённой нагрузки. Для этого снимают количество оборотов диска за короткий промежуток времени (несколько секунд), которое соотносят времени и постоянной счётчика:

, (9.13)

где n – количество оборотов диска, об.;

С_сч – постоянная счётчика, об/(кВтч);

t – время, с.

Счётчики активной энергии выпускаются в однофазном, трёхфазном трёхпроводном и трёхфазном четырёхпроводном исполнении. Измерительный механизм трёхфазного трёхпроводного счётчика представляет собой совокупность измерительных механизмов двух однофазных счётчиков, диски которых расположены на общей оси и работают на один счётный механизм (такой измерительный механизм называется двухэлементным). Измерительный механизм трёхфазного четырёхпроводного счётчика представляет собой совокупность измерительных механизмов трёх однофазных счётчиков, диски которых расположены на общей оси и работают на один счётный механизм (такой измерительный механизм называется трёхэлементным).

Измерение реактивной энергии осуществляется с помощью счётчиков реактивной энергии, конструкция которых аналогична трёхфазным четырёхпроводным счётчикам активной энергии. Отличие заключается в способе подключения счётчика реактивной энергии.