Skema untuk menghubungkan wattmeter ke jaringan tiga fase. Pengukuran daya aktif pada rangkaian arus tiga fasa

30.Metode untuk mengukur daya aktif pada rangkaian arus bolak-balik

Pengukuran daya aktif pada rangkaian arus bolak-balik satu fasa dilakukan dengan alat wattmeter elektrodinamik atau ferrodinamik dengan cara yang sama seperti mengukur daya pada suatu rangkaian. arus searah: belitan arus wattmeter termasuk dalam potongan kawat fasa, dan belitan tegangan antara fasa dan nol

Pengukuran daya menggunakan metode satu instrumen- metode ini digunakan untuk mengukur daya aktif pada rangkaian tiga fasa simetris.

Jika titik nol tidak tersedia, maka digunakan rangkaian saklar wattmeter dengan titik nol buatan. Isk..null..acc. dibuat menggunakan dua resistor, yang resistansi masing-masing sama dengan resistansi belitan tegangan wattmeter

Pengukuran daya menggunakan metode dua instrumen- digunakan saat mengukur daya dalam rangkaian tiga fase tiga kabel menggunakan dua wattmeter elemen tunggal.

DAN

pengukuran daya menggunakan metode tiga instrumen - digunakan saat mengukur daya dalam rangkaian tiga fase empat kabel (digunakan tiga wattmeter elemen tunggal

31. Metode pengukuran daya reaktif pada rangkaian arus bolak-balik

Untuk mengukur daya reaktif, digunakan perangkat sistem elektrodinamik atau ferrodinamik yang sudut putaran bagian yang bergerak tidak sebanding dengan cos, tetapi dengan sin; perangkat tersebut disebut wattmeter. Namun untuk mengukur daya reaktif pada rangkaian tiga fasa, dapat digunakan wattmeter biasa jika dihubungkan menurut rangkaian tegangan ekuivalen.

Aturan menyalakan wattmeter untuk mengukur daya reaktif:

1. Pengaktifan belitan arus wattmeter dilakukan dengan cara yang sama seperti ketika daya aktif berubah.

2. Belitan tegangan dihidupkan pada tegangan yang tertinggal 90 dari tegangan yang disuplai ke belitan ketika daya aktif berubah.

DAN

pengukuran daya reaktif menggunakan metode satu perangkat - digunakan saat menghubungkan wattmeter elektrodinamik atau ferodinamik satu fase konvensional, yang dirancang untuk mengukur daya aktif, ke dalam rangkaian tiga fase tiga atau empat lintasan.

Pengukuran daya reaktif menggunakan metode dua instrumen - digunakan dalam rangkaian tiga fase tiga kawat dengan arus simetri dan asimetri.

DAN

pengukuran daya reaktif menggunakan metode tiga instrumen - digunakan dalam rangkaian tiga fase empat kawat dengan arus simetri dan asimetri.

Metode figur Lissajous. Metode ini digunakan untuk mengukur frekuensi tegangan sinusoidal. Salah satu input (misalnya, input saluran Y) disediakan

32. Pengukuran energi listrik. Pengukur induksi satu fasa. Skema peralihan. Prinsip operasi.

Pengukuran energi aktif dan reaktif pada rangkaian arus bolak-balik satu fasa dan tiga fasa, tiga kawat dan empat kawat dapat dilakukan dengan menggunakan alat ukur listrik terpadu khusus - meteran listrik satu fasa dan tiga fasa.

Di dalamnya. menyala. memilih. Meter yang dirancang untuk memperhitungkan energi dalam rangkaian arus bolak-balik satu fasa disebut meter satu fasa.

Mekanisme pengukuran induksi digunakan sebagai elemen berputar pada pengukur fase tunggal. Prinsip pengoperasian mekanisme ini didasarkan pada interaksi dua atau lebih fluks magnet bolak-balik dengan arus yang diinduksi atau dalam piringan aluminium yang dapat digerakkan.

33. Momen yang bekerja pada piringan meteran induksi satu fasa.

Torsi M sama dengan:

Dimana F1 dan F2 adalah aliran yang melintasi piringan aluminium; f-frekuensi pengukuran aliran F1 dan F2; φ-sudut pergeseran fasa antara aliran Ф1 dan Ф2.

Untuk menciptakan torsi, diperlukan setidaknya dua komponen aliran yang sama, yang mengalami pergeseran fasa dan perpindahan dalam ruang.

Torsi mencapai nilainya ketika pergeseran fasa antara aliran Ф1 dan Ф2 sama dengan 90 (sinψ=1)

Torsi tergantung pada frekuensi pengukuran aliran F1 dan F2.

Momen gesekan adalah nilai variabel tergantung pada kecepatan sudut rotasi piringan. Momen kompensasi pada nilai tegangan yang diubah merupakan nilai yang konstan, oleh karena itu persamaan momen kompensasi dan momen gesekan hanya terjadi pada satu beban yang sangat spesifik. Selama pengoperasian meteran, ada kalanya torsi kompensasi melebihi momen gesekan, biasanya pada beban rendah, dan akibatnya, piringan meteran mulai berputar di bawah pengaruh torsi kompensasi meskipun I → 0 , yaitu ketika konsumen tidak mengkonsumsi energi, fenomena ini disebut penghitung self-propelled.

Rotasi piringan penghitung di bawah pengaruh tegangan yang diterapkan ke terminal rangkaian paralel dan tanpa adanya arus pada rangkaian seri. bergerak sendiri Untuk menghilangkan self-propelling, pengait yang terbuat dari bahan feromagnetik dipasang pada sumbu piringan. Posisi bendera 11 dimagnetisasi oleh arus magnet yang menciptakan momen kompensasi dan menarik pengait, sehingga menghilangkan self-propelled

34. Pengukuran pergeseran fasa. Pengukur fase elektromekanis. Metode osilografi untuk mengukur pergeseran fasa.

Pengukur fase elektromekanis, Pengukur rasio elektrodinamik dan ferrodinamik dapat digunakan untuk membuat pengukur fasa (baik penunjuk maupun pencatatan) yang dirancang untuk mengukur pergeseran fasa antara tegangan dan arus pada beban dan faktor daya.

Berdasarkan mekanisme elektrodinamik, dimungkinkan untuk membuat pengukur fasa untuk mengukur cosφ dalam rangkaian arus bolak-balik tiga fasa. Menurut prinsip operasinya, ini mirip dengan pengukur fase satu fase, tetapi pergeseran fasa yang diperlukan antara arus dalam belitan rangka bagian perangkat yang bergerak dapat diperoleh dengan lebih sederhana dengan menggunakan pergeseran 120 derajat antar tegangan. dan arus rangkaian tiga fasa. Perangkat semacam itu memberikan pembacaan yang benar dalam rangkaian tiga fase dengan tegangan dan arus simetris. Dalam kasus rangkaian tiga fasa asimetris, kita hanya dapat berbicara tentang perbedaan fasa antara arus dan tegangan pada setiap fasa.

Metode osilografi untuk mengukur fase. Metode sapuan linier melibatkan penggunaan osiloskop berkas ganda atau osiloskop berkas tunggal dengan sakelar elektronik. Dalam hal ini, gambar dua tegangan dibuat pada layar osiloskop, pergeseran fasa di antaranya Anda perlu mengukur. Jika tegangan U1 dan U2 Ketika input Y pada osiloskop disuplai melalui saklar elektronik, gambar dihasilkan oleh garis putus-putus.

Metode elips digunakan untuk mengukur pergeseran fasa antara tegangan sinusoidal. Tegangan U1 dan U2 disuplai ke input saluran U dan X (saluran X bekerja dalam mode penguatan sinyal Dan 2 ). Gambar elips diperoleh pada layar osiloskop

Metode elips memungkinkan Anda mengukur dalam 0-90° tanpa menentukan tanda sudut fasa.

34. Pengukuran frekuensi. Pengukur frekuensi elektromekanis. Metode osilografi untuk mengukur frekuensi.

Pengukur frekuensi elektromekanis . Instrumen ini digunakan untuk mengukur frekuensi dalam kisaran 20-2500 Hz terutama di sirkuit energi dan didasarkan pada mekanisme elektromagnetik dan elektrodinamik (ferrodinamik).

Rangkaian listrik pengukur frekuensi elektrodinamik berdasarkan mekanisme rasiometrik dan diagram vektor arus ditunjukkan pada Gambar.

Metode figur Lissajous. Metode ini digunakan untuk mengukur frekuensi tegangan sinusoidal. Tegangan disuplai ke salah satu input (misalnya, ke input saluran Y).

Daya aktif dalam rangkaian satu fasa diukur menggunakan wattmeter elemen tunggal. Perluasan rentang pengukuran pada rangkaian arus bolak-balik dilakukan dengan menggunakan trafo pengukur arus dan tegangan.

Pengukuran daya menggunakan metode satu perangkat. Saat menggunakan metode instrumen tunggal, daya diukur menggunakan wattmeter elemen tunggal. Metode ini digunakan saat mengukur daya pada rangkaian satu fasa dan rangkaian tiga fasa simetris (resistansi kompleks fasanya sama). Dalam kedua kasus tersebut, belitan tegangan wattmeter dihubungkan ke tegangan fasa, dan belitan arus dihubungkan ke potongan kabel fasa mana pun. Pada Gambar. Gambar 11.8 menunjukkan hubungan wattmeter elemen tunggal ke rangkaian arus bolak-balik satu fasa. Mengabaikan kesalahan metodologis, mari kita catat pembacaan wattmeter:

P PW = UI cos j,

Di mana kamu Dan SAYA– nilai-nilai yang efektif tegangan dan arus beban ; j =(kamu, aku).

Pembacaan wattmeter dalam hal ini akan sesuai dengan kekuatan satu fasa. Untuk mendapatkan daya seluruh rangkaian tiga fasa, pembacaan wattmeter perlu tiga kali lipat, yaitu. P = 3P PW.

Menghidupkan kumparan tetap wattmeter secara seri dengan beban hanya dimungkinkan pada arus beban 10-20 A. Pada arus beban tinggi, kumparan tetap wattmeter dihubungkan melalui trafo arus ( TA). Saat mengukur di sirkuit tegangan tinggi (lebih dari 600 DI DALAM) kumparan penggerak wattmeter tidak dihubungkan langsung dengan rangkaian pengukur, melainkan melalui trafo tegangan ( televisi), dan kumparan stasioner wattmeter - tembus TA(terlepas dari nilai arus beban).

Nilai daya terukur ditentukan oleh pembacaan wattmeter dikalikan dengan hasil kali rasio transformasi televisi Dan TA:

R x = R R W K U no KI tidak,

Di mana R x – nilai terukur daya aktif pada rangkaian beban; RR W– pembacaan wattmeter; KU tidak, KI nom – rasio transformasi nominal, masing-masing, televisi Dan TA.

Nilai daya yang diukur akan berbeda dengan nilai sebenarnya

kesalahan dalam transmisi nilai tegangan dan arus, serta kesalahan sudut transformator. Wattmeter elektrodinamik dibuat multi-rentang, kelas tinggi akurasi (0,1; 0,2) dengan rentang kekuatan terukur mulai dari sepersepuluh W hingga 3 – 6 kW. Untuk pengukuran kasar, wattmeter ferrodinamik digunakan sebagai perangkat panel.

Perlu dicatat bahwa pengukuran daya aktif dengan wattmeter elemen tunggal hanya dilakukan dalam praktik laboratorium. Untuk pengukuran teknis dalam kondisi industri, wattmeter dua elemen digunakan untuk mengukur daya aktif pada rangkaian tiga fasa tiga kabel, dan wattmeter tiga elemen pada rangkaian empat kabel.

Selain wattmeter elektrodinamik, penyearah elektronik, termoelektrik, digital dan wattmeter lainnya digunakan untuk mengukur daya.

Pengukuran daya menggunakan metode dua instrumen. Metode dua instrumen digunakan untuk mengukur daya dalam jaringan tiga fase tiga kabel menggunakan dua wattmeter elemen tunggal. Metode ini memberikan hasil yang benar terlepas dari diagram sambungan dan sifat beban, baik dengan simetri maupun asimetri arus dan tegangan. Selain itu, metode dua instrumen digunakan untuk memasukkan elemen wattmeter dua elemen saat mengukur dayanya dalam jaringan tiga fase tiga kabel.

Pada Gambar. Gambar 11.9 menunjukkan diagram rangkaian untuk menghubungkan dua wattmeter elemen tunggal. Biasanya belitan arus satu wattmeter, misalnya, PW1, memasuki fase A, dan arus belitan wattmeter lainnya adalah PW2 – Dalam fase DENGAN. Gulungan tegangan wattmeter dihidupkan tegangan saluran seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 11.9. Saat mengukur daya menggunakan metode dua instrumen kekuatan umum rangkaian sama dengan jumlah aljabar pembacaan wattmeter

P = PW 1 + PW 2 ,

Di mana P W 1 =U A B I A cos j 1; P W 2 =U C B I C cos j 2, (j 1 - pergeseran fasa antar vektor U A B Dan saya A ; j2 – pergeseran fasa antar vektor U C V Dan saya C). Atau

P W 1 = kamu L SAYA L karena(30 o -j);

P W 2 = kamu L SAYA L karena(30 o +j),

Di mana J- pergeseran fasa antara tegangan dan arus dalam satu fasa.

Kekuatan sistem 3 fase dihitung dengan rumus:

Jadi, jumlah pembacaan wattmeter PW1 Dan PW2 tidak lebih dari kekuatan rangkaian tiga fase.

Pengukuran daya menggunakan metode tiga instrumen. Metode tiga instrumen digunakan saat mengukur daya dalam rangkaian tiga fase, empat kabel (menggunakan tiga wattmeter elemen tunggal yang dihubungkan ke setiap fase). Sama seperti metode dua perangkat, metode tiga perangkat memberikan hasil yang benar terlepas dari diagram sambungan dan sifat beban, baik dengan simetri maupun asimetri arus dan tegangan. Menurut rangkaian yang menerapkan metode tiga perangkat, elemen wattmeter tiga fase tiga elemen juga disertakan. Jelasnya, untuk mencari daya rangkaian empat kabel 3 fasa, perlu mengambil jumlah aljabar dari semua wattmeter.

Wattmeter terdiri dari dua kumparan: kumparan tetap, terdiri dari jumlah besar lilitan kawat tebal, dan dapat digerakkan 2, terdiri dari sejumlah lilitan kawat tipis. Ketika wattmeter dihidupkan, arus beban melewati kumparan tetap yang dihubungkan secara seri ke rangkaian, dan kumparan bergerak dihubungkan secara paralel ke konsumen. Untuk mengurangi konsumsi daya pada belitan paralel dan mengurangi berat kumparan yang bergerak, resistansi tambahan 3 yang terbuat dari manganin dihubungkan secara seri dengannya. Akibat interaksi medan magnet kumparan bergerak dan kumparan diam, timbul torsi yang sebanding dengan arus kedua kumparan:

yaitu torsi perangkat sebanding dengan daya yang dikonsumsi dalam rangkaian.

Agar jarum instrumen menyimpang dari nol ke kanan, arus harus dialirkan melalui kumparan dalam arah tertentu.

Untuk melakukan ini, kedua terminal yang menunjukkan permulaan belitan ditandai dengan * dan dihubungkan secara listrik. Skala wattmeter menunjukkan nilai arus Dan Tegangan terukur perangkat. Misalnya, jika skala perangkat menunjukkan 5 A dan 150 V, maka perangkat dapat mengukur daya hingga 750 W. Skala beberapa wattmeter diukur dalam beberapa divisi. Jika misalnya wattmeter 5 A dan 150 V mempunyai 150 pembagian, maka nilai pembagian atau konstanta wattmeter adalah 750: 150 = 5 W/div.

Selain wattmeter elektrodinamik, wattmeter sistem ferrodinamik juga digunakan untuk mengukur daya pada rangkaian DC.

2. Arus bolak-balik satu fasa. Saat menghubungkan wattmeter elektrodinamik ke rangkaian arus bolak-balik Medan magnet kumparan bergerak dan kumparan tetap, saling berinteraksi akan menyebabkan putaran kumparan bergerak. Torsi sesaat dari bagian perangkat yang bergerak sebanding dengan produk nilai arus sesaat di kedua kumparan perangkat. Namun karena perubahan arus yang cepat, sistem yang bergerak tidak akan dapat mengikuti perubahan tersebut dan torsi putaran perangkat akan sebanding dengan daya rata-rata atau aktif.Oleh karena itu, berdasarkan sudut putaran bagian yang bergerak dari alat pengukur watt , seseorang dapat menilai jumlah daya aktif yang dikonsumsi oleh rangkaian.

Untuk mengukur daya arus bolak-balik, wattmeter sistem induksi juga digunakan. Pada gambar. Gambar 362 menunjukkan diagram rangkaian untuk menghubungkan wattmeter induksi dengan medan magnet berputar. Kawat seri 1-1, terdiri dari sejumlah kecil lilitan kawat tebal, terletak pada dua tonjolan kutub yang berlawanan dan dihubungkan secara seri ke rangkaian. Gulungan paralel 2-2 wattmeter, terdiri dari sejumlah besar lilitan kawat tipis, terletak pada dua tonjolan kutub yang terpisah. Reaktansi induktif 3 dihubungkan secara seri dengan belitan 2-2, berfungsi untuk semi-

Sudut pergeseran 90° antara tegangan dan arus diukur. Jadi, dengan beban aktif murni, kita memperoleh pergeseran sebesar 90° antara arus pada belitan seri dan paralel, yaitu suatu kondisi yang diperlukan menciptakan medan magnet yang berputar. Saat perangkat dihidupkan, medan ini, melintasi silinder aluminium 4, menginduksi arus eddy di dalamnya, yang berinteraksi dengan medan, menciptakan torsi yang bekerja pada bagian perangkat yang bergerak. Sudut putarannya pada beban apa pun akan sebanding dengan daya aktif yang dikonsumsi oleh rangkaian:

Diagram skema wattmeter induksi dengan medan perjalanan diberikan pada Gambar. 335.

Saat mengukur daya dengan wattmeter di jaringan tegangan rendah dengan arus tinggi transformator arus digunakan. Untuk mengurangi beda potensial antara belitan wattmeter, rangkaian primer dan sekunder dari trafo arus memiliki poin umum. Gulungan sekunder Trafo tidak dibumikan, karena ini berarti mengbumikan satu kabel jaringan.

Untuk menentukan daya jaringan P 1 dalam hal ini, Anda perlu mengalikan pembacaan wattmeter P 2 dengan rasio transformasi trafo arus:

Dalam jaringan tegangan tinggi, saat mengukur daya, transformator pengukur tegangan dan arus digunakan (Gbr. 363).

Jadi, misalnya trafo tegangan 6000/100 V dan trafo arus 150/5 A dipasang pada wattmeter, dan wattmeter menunjukkan 80 W, maka daya jaringan adalah:

Saat menyalakan wattmeter (meter) melalui pengukuran

Transformator harus dihubungkan ke perangkat ini sehingga arus melewati belitannya dalam arah yang sama seolah-olah terhubung langsung ke jaringan.

Selain wattmeter, kekuatan arus bolak-balik satu fasa dapat ditentukan dari pembacaan tiga instrumen: amperemeter, voltmeter, dan meter fasa sesuai dengan rumus:

3. Arus bolak-balik tiga fasa. Dengan beban seragam sistem tiga fasa Untuk mengukur daya, gunakan satu wattmeter satu fasa, dihubungkan sesuai dengan rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar. 364 (a - untuk sambungan bintang; b - untuk sambungan segitiga). Dalam hal ini, mengalir melalui belitan seri wattmeter arus fasa, dan belitan paralel dihubungkan ke tegangan fasa. Oleh karena itu, wattmeter akan menunjukkan kekuatan satu fasa. Untuk mendapatkan daya sistem tiga fase, Anda perlu mengalikan pembacaan wattmeter satu fase dengan tiga.

Dengan beban yang tidak merata dalam jaringan empat kabel arus tiga fasa untuk mengukur daya, digunakan rangkaian tiga wattmeter (Gbr. 365). Setiap wattmeter satu fasa mengukur kekuatan satu fasa. Untuk memperoleh daya sistem tiga fasa, perlu diambil jumlah pembacaan tiga wattmeter.

Wattmeter elektrodinamik tiga elemen memiliki tiga kumparan paralel bergerak yang dipasang pada satu sumbu yang dihubungkan ke panah, dan torsi total yang diperoleh sebagai hasil penambahan gaya mekanik masing-masing kumparan akan sebanding dengan daya yang dikonsumsi dalam tiga fase. jaringan. Dalam desain lain, kumparan bergerak terletak di tempat yang berbeda, dihubungkan satu sama lain dengan pita fleksibel dan meneruskan gaya total ke sumbu dengan panah.

Daya aktif jaringan tiga fasa dengan beban seragam dapat ditentukan

Menggunakan tiga instrumen: amperemeter, voltmeter, dan pengukur fasa sesuai dengan rumus:

Kekuatan jaringan tiga kabel, tiga fase di bawah beban apa pun (seragam atau tidak rata), terlepas dari metode koneksi konsumen (bintang atau delta), dapat diukur menggunakan rangkaian dua wattmeter.

Menurut hukum pertama Kirchhoff, jumlah nilai arus sesaat dari ketiga fase adalah nol:

Persamaan yang dihasilkan menunjukkan bahwa salah satu wattmeter harus dihidupkan agar arus fasa pertama mengalir melalui kumparan arusnya, dan kumparan tegangan berada di bawah selisih tegangan fasa pertama dan kedua; wattmeter lain harus dinyalakan agar arus fasa ketiga mengalir melalui kumparan arusnya, dan kumparan tegangan berada di bawah beda tegangan antara fasa ketiga dan kedua.

Dengan menjumlahkan pembacaan kedua wattmeter, kita mendapatkan kekuatan ketiga fase.

Pada gambar. 366 menunjukkan tiga varian rangkaian dua wattmeter.

Dari diagram di fng. 366 dapat dilihat bahwa belitan seri wattmeter dihubungkan ke dua kabel linier jaringan. Permulaan belitan paralel setiap wattmeter dihubungkan ke kawat yang sama yang dihubungkan dengan belitan seri wattmeter. Ujung-ujung belitan paralel dihubungkan ke kabel saluran ketiga.

Dengan beban aktif yang seragam (=1), pembacaan wattmeter sama satu sama lain. Jika tidak sama dengan satu maka pembacaan wattmeter tidak akan sama. Jika sama dengan = 0,5, salah satu wattmeter akan menunjukkan nol. Jika kurang dari 0,5, jarum alat ini akan mulai menyimpang ke kiri. Untuk mendapatkan pembacaan dari perangkat, Anda perlu mengganti ujung belitan seri atau paralelnya.

Untuk mengukur daya aktif sistem tiga fasa dengan menggunakan pembacaan dua wattmeter, Anda perlu menjumlahkan pembacaannya atau mengurangi pembacaan satu wattmeter dengan pembacaan wattmeter lain yang negatif. Rangkaian pengukuran daya dengan dua wattmeter menggunakan trafo pengukur tegangan dan arus ditunjukkan pada Gambar. 367.

Pada jaringan tegangan tinggi, wattmeter tiga fasa dinyalakan menggunakan trafo pengukur tegangan dan arus.

D.C. Dari rumus daya DC

Terlihat bahwa daya dapat ditentukan dengan mengalikan pembacaan amperemeter dan voltmeter. Namun dalam prakteknya, pengukuran daya biasanya dilakukan dengan menggunakan perangkat khusus- wattmeter. Alat pengukur watt (Gbr. 230) terdiri dari dua kumparan: kumparan tetap 1, terdiri dari sejumlah kecil lilitan kawat tebal, dan kumparan bergerak 2, terdiri dari sejumlah besar lilitan kawat tipis. Ketika wattmeter dihidupkan, arus beban melewati kumparan tetap yang dihubungkan secara seri ke rangkaian, dan kumparan bergerak dihubungkan secara paralel ke konsumen. Untuk mengurangi konsumsi daya pada belitan paralel dan mengurangi berat kumparan yang bergerak, resistansi tambahan 3 yang terbuat dari manganin dihubungkan secara seri dengannya. Akibat interaksi medan magnet kumparan bergerak dan kumparan diam, timbul torsi yang sebanding dengan arus kedua kumparan:

M = c 1 saya 1 saya 2 .

Arus belitan paralel I 2 pada resistansi konstan rangkaian paralel sebanding dengan tegangan rangkaian. Dari sini

M = c 2 Saya 1 U = c 2 P,

yaitu torsi perangkat sebanding dengan daya yang dikonsumsi dalam rangkaian.

Agar jarum instrumen menyimpang dari nol ke kanan, arus harus dialirkan melalui kumparan dalam arah tertentu.

Untuk melakukan ini, kedua terminal yang menunjukkan permulaan belitan ditandai dengan * dan dihubungkan secara listrik. Skala wattmeter menunjukkan arus pengenal dan tegangan pengenal perangkat. Jadi, misalnya skala perangkat menunjukkan 5 A dan 150 V, maka perangkat tersebut dapat mengukur daya hingga 750 watt. Skala beberapa wattmeter dinyatakan dalam pembagian. Jika, misalnya, wattmeter 5 A dan 150 V mempunyai 150 pembagian, maka nilai pembagian, atau konstanta wattmeter, adalah 750:150 = 5 W/div. Selain wattmeter elektrodinamik, wattmeter sistem ferrodinamik juga digunakan untuk mengukur daya pada rangkaian DC.

AC satu fasa. Ketika wattmeter elektrodinamik dihubungkan dengan rangkaian arus bolak-balik, medan magnet kumparan bergerak dan kumparan tetap yang saling berinteraksi akan menyebabkan kumparan bergerak berputar. Nilai sesaat momen rotasi bagian perangkat yang bergerak sebanding dengan produk nilai arus sesaat pada kedua kumparan perangkat.

Torsi rotasi perangkat sebanding dengan daya rata-rata atau aktif P = U ⋅ I cos φ. Berdasarkan sudut putaran bagian wattmeter yang bergerak, seseorang dapat menilai jumlah daya aktif yang dikonsumsi oleh rangkaian.

Wattmeter sistem ferrodinamik juga digunakan untuk mengukur daya AC.

Saat mengukur daya dengan wattmeter di jaringan tegangan rendah dengan arus tinggi, digunakan transformator arus.

Untuk menentukan daya jaringan P 1 dalam hal ini, Anda perlu mengalikan pembacaan wattmeter P 2 dengan rasio transformasi trafo arus k T:

Dalam jaringan tegangan tinggi, transformator pengukur tegangan dan arus digunakan saat mengukur daya (Gbr. 231). Untuk mendapatkan daya jaringan P 1, Anda perlu mengalikan pembacaan wattmeter P 2 dengan produk rasio transformasi transformator tegangan dan arus:

P 1 = P 2 k n k T .

Jadi misal wattmeter dihubungkan melalui trafo tegangan 6000/100 V dan trafo arus 150/5 A dan wattmeter menunjukkan 80 W, maka daya jaringannya adalah

P 1 = 80 ⋅ 6000/100 ⋅ 150/5 = 144000 W = 144 kW.

Saat menghubungkan wattmeter (meter) melalui trafo pengukur, perangkat ini harus dihubungkan sedemikian rupa sehingga arus melewati belitannya dalam arah yang sama seolah-olah terhubung langsung ke jaringan.

Selain wattmeter, kekuatan arus bolak-balik satu fasa dapat ditentukan dengan pembacaan tiga instrumen: amperemeter, voltmeter, dan meter fasa - sesuai dengan rumus

Arus bolak-balik tiga fasa. Pada beban simetris Dalam sistem tiga fasa, untuk mengukur daya, digunakan satu wattmeter satu fasa, dihubungkan sesuai dengan rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar. 232 (a - untuk sambungan bintang; b - untuk sambungan segitiga). Dalam hal ini, arus fasa mengalir melalui belitan seri wattmeter, dan belitan paralel dihubungkan ke tegangan fasa. Oleh karena itu, wattmeter akan menunjukkan kekuatan satu fasa. Untuk mendapatkan daya sistem tiga fase, Anda perlu mengalikan pembacaan wattmeter satu fase dengan tiga.

Dengan beban asimetris dalam jaringan arus tiga fasa empat kawat, rangkaian tiga wattmeter digunakan untuk mengukur daya (Gbr. 233). Setiap wattmeter satu fasa mengukur kekuatan satu fasa. Untuk memperoleh daya sistem tiga fasa, perlu diambil jumlah pembacaan tiga wattmeter.

Dengan beban variabel, sulit untuk mendapatkan pembacaan simultan dari tiga wattmeter. Selain itu, tiga wattmeter fase tunggal memakan banyak ruang. Oleh karena itu, sering digunakan satu wattmeter tiga fase tiga elemen, yang merupakan kombinasi dari tiga wattmeter satu fase dalam satu perangkat. Wattmeter elektrodinamik tiga elemen memiliki tiga kumparan paralel bergerak yang dipasang pada satu sumbu yang dihubungkan ke panah, dan torsi total yang diperoleh sebagai hasil penambahan gaya mekanik masing-masing kumparan akan sebanding dengan daya yang dikonsumsi dalam tiga fase. jaringan. Dalam desain lain, kumparan bergerak yang terletak di tempat berbeda dihubungkan satu sama lain dengan pita fleksibel dan meneruskan gaya total ke sumbu panah.

Daya aktif jaringan tiga fase dengan beban seragam dapat ditentukan dengan menggunakan tiga instrumen: ammeter, voltmeter, dan pengukur fase - sesuai dengan rumus

P = √3 UI cos φ,

dimana U dan I adalah tegangan dan arus linier;

φ - sudut pergeseran antara tegangan fasa dan arus.

Kekuatan jaringan tiga fase tiga kabel di bawah beban apa pun (seragam atau tidak rata), terlepas dari metode koneksi konsumen (bintang atau segitiga), dapat diukur menggunakan rangkaian dua wattmeter.

Menurut hukum pertama Kirchhoff, jumlah nilai arus sesaat dari ketiga fase adalah nol:

saya 1 + saya 2 + saya 3 = 0,

saya 2 = - saya 1 - saya 3 .

Kekuatan seketika sistem tiga fasa akan menjadi

p = saya 1 kamu 1 + saya 2 kamu 2 + saya 3 kamu 3 ,

di mana u dengan indeks adalah nilai tegangan fasa sesaat.

Mengganti nilai arus i 2 ke dalam ekspresi terakhir, kita memperoleh

p = saya 1 kamu 1 - saya 1 kamu 2 - saya 3 kamu 2 + saya 3 kamu 3,

p = saya 1 (kamu 1 - kamu 2) + i 3 (kamu 3 - kamu 2).

Dengan menjumlahkan pembacaan kedua wattmeter, kita mendapatkan kekuatan ketiga fase.

Pada Gambar. 234, a - c menunjukkan tiga pilihan untuk rangkaian dua wattmeter.

Diagram menunjukkan bahwa belitan seri wattmeter dihubungkan ke dua kabel linier jaringan. Permulaan belitan paralel setiap wattmeter dihubungkan ke kawat yang sama yang dihubungkan dengan belitan seri wattmeter. Ujung-ujung belitan paralel dihubungkan ke kabel saluran ketiga.

Dengan beban aktif simetris dan cos φ = 1, pembacaan wattmeter adalah sama. Jika cos φ tidak sama dengan satu, pembacaan wattmeter tidak akan sama. Pada cos φ sama dengan 0,5, salah satu wattmeter akan menunjukkan nol. Jika cos φ kurang dari 0,5, jarum alat ini akan mulai menyimpang ke kiri. Untuk mendapatkan pembacaan dari perangkat, Anda perlu mengganti ujung belitan seri atau paralelnya.

Lebih mudah untuk mengukur daya menggunakan wattmeter tiga fase, yang menggabungkan dua perangkat yang terhubung sesuai dengan sirkuit dua wattmeter dan bekerja pada satu sumbu umum yang dihubungkan dengan panah. Dalam perangkat sistem elektrodinamik dan ferrodinamik, dua kumparan bergerak yang terletak pada sumbu yang sama atau dihubungkan dengan pita fleksibel memutar sumbu yang sama. Dalam perangkat sistem induksi, dua elemen memutar dua disk yang berada pada sumbu yang sama, atau dua elemen bekerja pada satu disk. Diagram koneksi untuk wattmeter dua elemen tiga fase ditunjukkan pada Gambar. 236.

Pada jaringan tegangan tinggi, wattmeter tiga fasa dinyalakan menggunakan trafo pengukur tegangan dan arus.