Vatmetra komutācijas ķēde
Vatmetrs tiek izmantots, lai tieši izmērītu līdzstrāvas ķēdes jaudu. Vatmetra fiksētā sērijas spole vai strāvas spole ir virknē savienota ar elektroenerģijas uztvērējiem. Kustīga paralēla spole vai sprieguma spole, kas virknē savienota ar papildu pretestību, veido vatmetra paralēlo ķēdi, kas ir savienota paralēli enerģijas uztvērējiem.
Vatmetra kustīgās daļas griešanās leņķis:
α = k2IIu = k2U / Ru
kur I — virknes spoles strāva; Azi — vatmetra paralēlās spoles strāva.
Rīsi. 1. Ierīces shēma un vatmetra savienojumi
Tā kā papildu pretestības izmantošanas rezultātā vatmetra paralēlajai ķēdei ir gandrīz nemainīga pretestība rth, tad α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P
Tādējādi pēc vatmetra kustīgās daļas griešanās leņķa var novērtēt ķēdes jaudu.
Vatmetra vienota skala.Strādājot ar vatmetru, jāpatur prātā, ka strāvas virziena maiņa vienā no spolēm izraisa griezes momenta virziena un kustīgās spoles griešanās virziena izmaiņas, un tā kā skala vatmetrs parasti ir izgatavots vienpusējs, tas ir, skalas dalījumi atrodas no nulles uz labo pusi, tad ar nepareizu strāvas virzienu vienā no spolēm nebūs iespējams noteikt izmērīto vērtību no vatmetra.
Šo iemeslu dēļ jums vienmēr ir jānošķir vatmetra skavas. Strāvas avotam pievienotās sērijas spoles spaili sauc par ģeneratoru un uz ierīcēm un diagrammām ir atzīmēta ar zvaigznīti. Paralēlas ķēdes skava, kas savienota ar vadu, kas savienota ar virknes spoli, tiek saukta arī par ģeneratora skavu un ir atzīmēta ar zvaigznīti.
Tādējādi ar pareizu vatmetra pārslēgšanas ķēdi strāvas vatmetra tinumos tiek novirzītas no ģeneratora spailēm uz spailēm, kas nav ģenerators. Var būt divas vatmetru komutācijas ķēdes (sk. 2. un 3. att.).
Rīsi. 2. Pareiza vatmetra elektroinstalācijas shēma
Rīsi. 3. Pareiza vatmetra elektroinstalācijas shēma
Shēmā, kas parādīta attēlā. 2, vatmetra virknes tinuma strāva ir vienāda ar to enerģijas uztvērēju strāvu, kuru jauda tiek mērīta, un vatmetra paralēlā ķēde ir zem sprieguma U', kas ir lielāks par uztvērēju spriegumu par sprieguma kritums sērijas spolē. Tāpēc PB = IU '= I (U + U1) = IU = IU1 ar vatmetru izmērītā jauda ir vienāda ar mērāmo enerģijas uztvērēju jaudu un vatmetra virknes tinuma jaudu.
Shēmā, kas parādīta attēlā.3, spriegums vatmetra paralēlajā ķēdē ir vienāds ar uztvērēju spriegumu, un strāva virknes spolē ir lielāka par uztvērēja patērēto strāvu par strāvas vērtību vatmetra paralēlajā ķēdē. Tāpēc Pc = U (I + Iu) = UI + UIu, ar vatmetru izmērītā jauda ir vienāda ar izmērītās enerģijas uztvērēju jaudu un vatmetra paralēlās ķēdes jaudu.
Veicot mērījumus, kur var neņemt vērā vatmetra spoļu jaudu, vēlams izmantot shēmu, kas parādīta attēlā. 2, jo parasti sērijas spoles jauda ir mazāka par paralēlo spoli un tāpēc vatmetra rādījums būs precīzāks.
Lai veiktu precīzus mērījumus, ir jāveic vatmetra rādījumu korekcijas, ņemot vērā tā tinuma stiprumu, un šādos gadījumos ķēde, kas parādīta att. 3, jo korekciju var viegli aprēķināt pēc formulas U2/Ru, kur parasti ir zināms Ru un korekcija paliek nemainīga pie dažādām strāvas vērtībām, ja U ir nemainīgs.
Ieslēdzot vatmetru saskaņā ar diagrammu attēlā. 2, potenciāli spoļu galos atšķiras tikai ar sprieguma krituma lielumu kustīgajā spolē, jo spoļu ģeneratora spailes ir savienotas kopā. Sprieguma kritums kustīgajā spolē ir niecīgs, salīdzinot ar spriegumu paralēlajā ķēdē, jo šīs spoles pretestība ir niecīga salīdzinājumā ar paralēlās ķēdes pretestību.
Rīsi. 4. Nepareiza vatmetra savienojuma ķēde
attēlā. 4 ir norādīta nepareiza vatmetra paralēlā ķēde.Šeit tinumu ģeneratora spailes ir savienotas ar papildu pretestību, kā rezultātā potenciālā starpība starp spoļu galiem ir vienāda ar ķēdes spriegumu (dažreiz ļoti ievērojams 240 — 600 V), un tā kā stacionārā un kustīgā tinumi atrodas tuvu viens otram, tiek radīti labvēlīgi apstākļi spoļu izolācijas iznīcināšanai. Turklāt starp ļoti dažādu potenciālu spolēm tiks novērota elektrostatiskā mijiedarbība, kas var radīt papildu kļūdu jaudas mērījumā ķēdē.