Vatmetro perjungimo grandinė
Vatmetras naudojamas tiesiogiai matuoti nuolatinės srovės grandinės galią. Vatmetro fiksuota serijinė ritė arba srovės ritė yra nuosekliai sujungta su elektros energijos imtuvais. Judanti lygiagreti ritė arba įtampos ritė, nuosekliai sujungta su papildoma varža, sudaro lygiagrečią vatmetro grandinę, kuri yra lygiagrečiai sujungta su energijos imtuvais.
Vatmetro judamosios dalies sukimosi kampas:
α = k2IIu = k2U / Ru
kur I — nuoseklioji ritės srovė; Azi — vatmetro lygiagrečios ritės srovė.
Ryžiai. 1. Prietaiso ir vatmetro jungčių schema
Kadangi dėl papildomos varžos naudojimo lygiagreti vatmetro grandinė turi beveik pastovią varžą rth, tada α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P
Taigi, pagal judamosios vatmetro dalies sukimosi kampą galima įvertinti grandinės galią.
Vatmetro vienoda skalė.Dirbant su vatmetru, reikia turėti omenyje, kad pasikeitus srovės krypčiai vienoje iš ritių pasikeičia sukimo momento kryptis ir judančios ritės sukimosi kryptis, o kadangi vatmetras paprastai yra vienpusis, tai yra, skalės padalos yra nuo nulio į dešinę, tada esant neteisingai srovės krypčiai vienoje iš ritių, išmatuotos vertės iš vatmetro nustatyti bus neįmanoma.
Dėl šių priežasčių visada turėtumėte atskirti vatmetro spaustukus. Prie maitinimo šaltinio prijungtos nuoseklios ritės gnybtas vadinamas generatoriumi ir prietaisuose bei diagramose pažymėtas žvaigždute. Lygiagrečios grandinės spaustukas, prijungtas prie laido, prijungto prie nuoseklios ritės, taip pat vadinamas generatoriaus spaustuku ir pažymėtas žvaigždute.
Taigi, naudojant teisingą vatmetro perjungimo grandinę, srovės vatmetro apvijose nukreipiamos iš generatoriaus gnybtų į ne generatoriaus gnybtus. Gali būti dvi vatmetro perjungimo grandinės (žr. 2 pav. ir 3 pav.).
Ryžiai. 2. Teisinga vatmetro laidų schema
Ryžiai. 3. Teisinga vatmetro laidų schema
Pagal schemą, parodytą pav. 2, vatmetro nuoseklios apvijos srovė yra lygi energijos imtuvų, kurių galia matuojama, srovei, o lygiagrečios vatmetro grandinės įtampa U' yra didesnė už imtuvų įtampą įtampos kritimas serijinėje ritėje. Todėl PB = IU '= I (U + U1) = IU = IU1 vatmetru išmatuota galia yra lygi matuojamų energijos imtuvų galiai ir vatmetro nuoseklios apvijos galiai.
Pagal schemą, parodytą pav.3, įtampa lygiagrečioje vatmetro grandinėje yra lygi imtuvų įtampai, o srovė nuosekliojoje ritėje yra didesnė už imtuvo sunaudotą srovę pagal srovės vertę lygiagrečioje vatmetro grandinėje. Todėl Pc = U (I + Iu) = UI + UIu, vatmetru išmatuota galia yra lygi išmatuotos energijos imtuvų galiai ir vatmetro lygiagrečios grandinės galiai.
Atliekant matavimus, kai galima nepaisyti vatmetro ritių galios, geriau naudoti grandinę, parodytą Fig. 2, nes paprastai serijinės ritės galia yra mažesnė nei lygiagrečios ritės, todėl vatmetro rodmenys bus tikslesni.
Norint atlikti tikslius matavimus, būtina pakoreguoti vatmetro rodmenis, atsižvelgiant į jo apvijos stiprumą, o tokiais atvejais - grandinės pav. 3, nes pataisa lengvai apskaičiuojama pagal formulę U2/Ru, kur Ru paprastai žinomas, o korekcija išlieka nepakitusi esant skirtingoms srovės vertėms, jei U yra pastovus.
Kai įjungiate vatmetrą pagal schemą pav. 2, potencialai ritių galuose skiriasi tik įtampos kritimo judančioje ritėje dydžiu, nes ritių generatoriaus gnybtai yra sujungti kartu. Įtampos kritimas judančioje ritėje yra nereikšmingas, palyginti su lygiagrečios grandinės įtampa, nes šios ritės varža yra nereikšminga, palyginti su lygiagrečios grandinės varža.
Ryžiai. 4. Neteisinga vatmetro prijungimo grandinė
Fig. 4 pateikta neteisinga lygiagreti vatmetro grandinė.Čia apvijų generatoriaus gnybtai sujungiami papildoma varža, dėl ko potencialų skirtumas tarp ritių galų yra lygus grandinės įtampai (kartais labai reikšminga 240 — 600 V), o kadangi nejudantis ir judantis apvijos yra arti viena kitos, susidaro palankios sąlygos sunaikinti ritinių izoliaciją. Be to, tarp labai skirtingų potencialų ritinių bus stebima elektrostatinė sąveika, kuri gali sukelti papildomą galios matavimo grandinėje paklaidą.