Тема 12 : Вимірювання електричної потужності та енергії
Потужність в електричних колах вимірюють прямими та непрямим способами. При прямому вимірювані використовують ватметри, при непрямому – амперметри та вольтметри.
Вимірювання потужності в колах постійного струму
В колах постійного струму для вимірювання потужності ватметри використовують відносно рідко, в частіше використовують метод амперметра – вольтметра (рис. 18).
Рисунок 18
Знайшовши амперметром значення струму І та вольтметром напругу U, знаходять потужність за формулою P = UI.
Для зменшення похибки за рахунок впливу внутрішніх опорів приладів схему рисунок 18 а слід використовувати при малому опорі R , а схему рис. 18,
б – призначеному опорі R навантаження.
Вимірювання потужності в однофазних колах змінного струму
Повну потужність S приймача вимірюють, як правило, методом амперметра – вольтметра: S = UI, де U та І– діючі значення напруги та струму.
Активну Р = UI cosφ та реактивну Q = UI sinφ потужності приймачів вимірюють за допомогою ватметрів.
Вимірювання активної потужності ватметром в однофазних колах приводиться по схемі (рис. 19,а). Струмову обмотку вмикають в коло послідовно з приймачем RH а обмотку напруги – паралельно приймачу RH на напругу U.
Реактивну потужність в однофазних колах вимірюють тільки в лабораторіях при проведенні дослідів, вмикаючи звичайні ватметри за спеціальними схемами.
Вимірювання потужності в трифазних колах
При вимірюванні активної потужності в трьохфазному чотирипровідному колі вмикається три ватметри (рис. 19,6). Активна потужність приймача визначається сумою їх показань:
Р=Р1+ Р2+Р3.
Широко розповсюджене вимірювання активної потужності в трифазних колах методом двох ватметрів. Цей метод використовують тільки для трипровідного кола. На (рис.19,в) показана одна з можливих схем ввімкнення ватметрів W1 та W2. Сума показань ватметрів виражається як
UAB IAcos (UAB IA) + UCB Іс cos (Ucb ІC) = Р = αw1 +aW2
і уявляє активну потужність трифазного приймача.
При симетричнім навантаженні ця сума уявляє собою:
Р = √3 UI cos φ,
де U та І – діючі значення лінійних напруг та струмів;
ф– зсув фаз між фазними напругами Uф і струмом Іф.
Реактивну потужність вимірюють за показаннями ватметрів, ввімкнених за схемою (рис. 19.2, в). В цьому випадку реактивна потужність пропорційна алгебраїчній різниці показань приладу:
UI
cos
(φ+ 30)
– UI
cos
(φ – 30)
= UI
sin
φ = Q
/√З
Рисунок 19
ЗАПАМ'ЯТАЙТЕ!
Реактивна потужність трьохфазного приймача дорівнює різниці показань ватметрів, помножений на √3
Q =√3 (αw1 +aW2).
При несиметричному навантаженні реактивну потужність вимірюють методом двох або трьох ваттметрів, ввімкнених за спеціальними схемами.
Вимірювання активної та реактивної енергії
Активну енергію в колах однофазного змінного струму вимірюють індукційними лічильниками, ввімкненими в коло за тими ж схемам, що і ватметри (рис.20). Активна енергія виражається в ват–секундах або кіловат–годинах. Для вимірювання активної енергії в системах енергоспоживання широко використовується дво – та триелементні лічильники
ЗАПАМ'ЯТАЙТЕ
В однофазних колах облік реактивної енергії в нашій країні не виконують.
В трифазних колах реактивна енергія враховується за допомогою трифазних триелементних лічильників. Лічильники активної енергії мають позначення СА, лічильники реактивної енергії — CP.