- •Пояснительная записка
- •Тематический план
- •Введение
- •Раздел 1. Основы метрологии и электроизмерительные приборы
- •Тема 1.1 Основные понятия
- •Тема 1.2 Меры электрических единиц. Общие сведения об электроизмерительных приборах
- •Вопросы для самопроверки:
- •Раздел 2. Измерительные механизмы приборов непосредственной оценки Тема 2.1 Магнитоэлектрическая и электромагнитная системы
- •Детали и узлы общего применения.
- •Магнитоэлектрические измерительные механизмы.
- •Магнитоэлектрические логометры.
- •Электромагнитный логометр
- •Тема 2.2 Электродинамическая и ферродинамическая системы
- •Электродинамическая система
- •Логометры электродинамической системы
- •Ферродинамическая система.
- •Тема 2.3 Индукционная и другие измерительные системы
- •Индукционная система.
- •Вибрационная система.
- •Выпрямительные (детекторные) приборы.
- •Раздел 3. Измерение электрических величин Тема 3.1 Измерение тока и напряжения
- •Тема 3.2 Расширение пределов измерения
- •Добавочные сопротивления.
- •Измерительные трансформаторы напряжения.
- •Тема 3.3 Измерение сопротивлений
- •Измерение малых и средних сопротивлений методом сравнения с образцовым сопротивлением
- •Измерение средних и больших сопротивлений методом замещения.
- •Измерение средних и малых сопротивлений одинарным мостом
- •Тема 3.4 Измерение активной и реактивной мощности
- •Электродинамический ваттметр в цепи переменного тока
- •Ферродинамический ваттметр
- •Измерение мощности ваттметром с трансформатором тока
- •Измерение мощности ваттметром с трансформаторами тока и напряжения
- •Измерение мощности в трехпроводных цепях при неравномерной нагрузке фаз.
- •Измерение реактивной мощности в трехфазных цепях
- •Тема 3.5 Измерение активной и реактивной энергии
- •Тема 3.5 Измерение активной энергии в трехфазных цепях
- •Измерение реактивной энергии в трехфазных цепях
- •Электродинамический счетчик
- •Тема 3.6 Измерение коэффициента мощности
- •Электродинамические и ферродинамические фазометры
- •Электромагнитный фазометр
- •Фазоуказатель
- •Тема 3.7 Измерение частоты переменного тока
- •Электродинамические и ферродинамические частотомеры
- •Электромагнитный частотомер
- •Выпрямительный частотомер
- •Раздел 4. Измерение неэлектрических величин. Выбор электроизмерительных приборов Тема 4.1 Параметрические и генераторные преобразователи
- •Параметрические преобразователи
- •Реостатные преобразователи
- •Преобразователи контактного сопротивления
- •Тензочувствительные преобразователи
- •Термочувствительные преобразователи
- •Электролитические преобразователи
- •Индуктивные преобразователи
- •Емкостные преобразователи
- •Фотоэлектрические преобразователи
- •Ионизационные преобразователи
- •Генераторные преобразователи
- •Термоэлектрические преобразователи
- •Индукционные преобразователи
- •Пьезоэлектрические преобразователи
- •Тема 4.2 Правила выбора электроизмерительных приборов
- •Лабораторные работы:
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Контрольные задания введение
- •Программа экзамена
- •Тема 4.2 Правила выбора электроизмерительных приборов 104
Электродинамический ваттметр в цепи переменного тока
Если включить электродинамический ваттметр в цепь переменного тока с напряжением
Рис. 3.4.5. Векторная диаграмма электродинамического ваттметра
|
При токе IU, совпадающем по фазе с напряжением U (при U = 0), , т.е. угол поворота подвижной части ваттметра пропорционален активной мощности. Кроме того, при равенстве полного сопротивления цепи напряжения ее активному сопротивлению (ZU = RU) показания ваттметра будут одинаковы в цепи постоянного и переменного тока. Это дает возможность производить градуировку и поверку ваттметра на постоянном токе.
Если ток в параллельной цепи ваттметра совпадает по фазе с напряжением (U = 0), то показания ваттметра Р = U I cos определяют значение измеряемой величины.
|
|
Рис. 3.4.6. Векторные диаграммы ваттметра при различных включениях их обмоток: а – изменение фазы тока на ½ Т; б – изменение фазы напряжения на ½ Т |
Рис. 3.4.7 Векторная диаграмма электродинамического ваттметра реактивной мощности (варметра)
|
Рис. 3.4.8 Схема для получения тока в параллельной катушке ваттметра, сдвинутого по фазе на 90º относительно напряжения (а), и векторная диаграмма параллельной цепи указанной схемы (б)
|
При включении ваттметра в цепь переменного тока необходимо обеспечить правильное включение генераторных зажимов ваттметра, при котором положительные направления токов в катушках ваттметра будут от генераторных зажимов к нагрузочным.
Поменяв местами зажимы последовательной обмотки ваттметра, получим изменение фазы тока в ней на 180º (рис. 3.4.6, а), а поменяв местами зажимы параллельной цепи, получим изменение фазы напряжения на 180º (рис. 3.4.6, б). В том и другом случае сдвиг фазы между током I и напряжением U ваттметра будет равен (180 - ), а угол поворота подвижной части будет отрицательным, так как ,
т.е. подвижная часть отклонится в обратную сторону, где делений шкалы нет.
Сдвинув ток в параллельной катушке электродинамического ваттметра по фазе от напряжения на зажимах параллельной цепи ваттметра на угол 90º (U = 90º), получим угол поворота подвижной части ваттметра: , т.е. пропорциональным реактивной мощности (рис. 3.4.7).
Для получения сдвига в 90º между током IU и напряжением U применяют одну из искусственных схем (рис. 3.4.8). Для этих схем характерна зависимость показаний ваттметра от частоты тока, так как от нее зависят реактивные сопротивления и сдвиг фаз между током и напряжением.
К положительным свойствам электродинамических ваттметров относятся высокая точность (классы точности 0,1; 0,2; 0,5); пригодность для постоянного и переменного тока частотой 45, 60, 500 Гц и выше.
К недостаткам относятся слабое магнитное поле, небольшой вращающий момент, чувствительность к перегрузкам, высокая стоимость.