1.1.2 Лічильники електричної енергії

Для обліку спожитої електричної енергії використовуються лічильники електричної енергії, які вмикають за електричною схемою, аналогічно схемі вмикання ватметра (рисунок 2.2,а). На даний час широко застосовують електронні лічильники. Поряд з ними для вимірювання енергії змінного струму застосовуються і індукційні лічильники (рисунок 2.3).

Рухома частина індукційного лічильника виготовляється у вигляді алюмінієвого диска 1, що знаходиться на осі 2. На осі також закріплена шестерня 4, яка зчеплена з ведучим зубчатим колесом 9 лічильного механізму 6. Диск обер­тається між полюсами магнітопроводу 5 і 8, що набрані з листів електротехнічної сталі. Постійний магніт 7 створює гальмівний момент.

Магнітні потоки Ф_U та Ф_I пропорційні відповідно напрузі U та струму I, наводять у диску вихрові струми. У результаті взаємодії цих вихрових струмів і магнітних потоків виникає обертовий момент:

М_об = k₁ f UI sin(90°– φ) = k₁ f UI cos φ,

де k₁ – конструктивна стала для даного лічильника;

f – частота струму І;

φ – кут зсуву фаз між напругою U та струмом I.

Усталена рівномірна швидкість обертання m диска протягом часу t визначається за формулою:

m = с UI (cos φ) t,

де с – номінальна стала або кількість енергії, що відповідає одному оберту диска.

Рисунок 2.3 – Електрична схема індукційного лічильника

Кількість обертів диска:

Отже, кількість обертів диска пропорційна вимірюваній енергії W.

Кількість обертів, що відповідає 1 кВт∙год енергії, називається передавальним числом лічильника, а обернена їй величина – номінальною сталою лічильника.

2 Програма роботи

2.1 Ознайомитися з приладами та іншим обладнанням експериментальної установки. Технічні дані амперметра, вольтметра та ватметра записати в таблицю 2.1. За допомогою цифрового омметра виміряти опір вимірювальних обмоток приладів.

Таблиця 2.1 – Технічні дані вимірювальних приладів

Прилад	Вид струму	Система	Клас точності	Номінальний струм (напруга)	Шкала	Ціна	Опір обмотки
РА
РV
PW

2.2 Скласти почергово електричні схеми (рисунок 2.4,а,б) для вимірювання активної потужності за допомогою амперметра й вольтметра. Встановити задану викладачем напругу U на вході електричного кола та записати покази приладів у таблицю 2.2.

Рисунок 2.4 – Електричні схеми для вимірювання потужності за допомогою амперметра й вольтметра

Таблиця 2.2 – Результати досліджень та обчислень

Дослідні дані			Обчислити
Електрична схема	U, В	І, А	Р, Вт	З урахуванням опору обмоток приладів	Відносна похибка δ, %
				РН, Вт
Рисунок 2.4,а
Рисунок 2.4,б

2.3. Зібрати почергово електричні схеми (рисунок 2.5,а,б) для вимірювання активної потужності за допомогою ватметра. Результати вимірювань записати в таблицю 2.3.

Рисунок 2.5 – Електричні схеми для вимірювання активної

потужності за допомогою ватметра

Таблиця 2.3 – Результати досліджень та обчислень

Дослідні дані			Обчислити
Електрична схема	U, В	І, А	Р		З урахуванням опору обмоток приладів	Відносна похибка δ, %
			под.	Вт	РН, Вт
Рисунок 2.5,а
Рисунок 2.5,б

2.4 У схему вимірювання активної потужності (рисунок 2.5,б) додатково ввімкнути однофазний лічильник активної енергії, згідно електричної схеми, приведеної на рисунку 2.6 та виконати декілька вимірювань протягом рівномірних проміжків часу (3÷5хв) і порахувати за кожен проміжок часу кількість обертів диска лічильника N. Результати вимірювань записати в таблицю 2.4.

Рисунок 2.6 – Електрична схема для вимірювання активної енергії за допомогою ватметра та лічильника

Таблиця 2.4 – Результати досліджень та обчислень

№ п/п	Дослідні дані						Обчислити
	U, В	І, А	Р, Вт	t, хв	N, обертів	Номінальна стала (к-ть енергії, що відповідає одному оберту диска) с	Wh, кВт∙год	δ, %
1
2
3
4
5