Kako pravilno spojiti vatmetar na istosmjerni krug
Ima vatmetar za nazivnu struju od 5 A i nazivni napon od 300 V. Kako ga spojiti na električnu mrežu?
Ako je struja opterećenja Azx manja od dopuštene struje, odnosno u ovom slučaju manja od 5 A, i ako je napon u mjernom krugu manji od dopuštenog napona zavojnice, odnosno manji od 300 V, tada sklopni krug ima sljedeći oblik (slika 1, a): prvo uključite serijski svitak vatmetra - sakupite strujni krug (prikazano na slici podebljanom linijom), zatim sakupite naponski krug, za ovo početak naponske zavojnice vatmetra spojen je na kratkospojnik K na početak strujne zavojnice spojen na jednu od mrežnih stezaljki, a kraj naponske zavojnice spojen na drugu mrežnu stezaljku.
Slika 1. Sheme za spajanje vatmetra: a — izravno u mrežu ispravno, b — pogrešno, c — u mreži s visokim naponom i velikom strujom.
Ponekad kad se u njemu uključi strujni krug uključiti otpor skakači (slika 1, b).To se ne može učiniti, jer u ovom slučaju radna struja prolazi kroz skakač, a ne mala struja naponskog kruga, kao u shemi koja je ranije razmatrana. Osim toga, u strujnom krugu svitka vatmetra, koji ima mali otpor, dodaju se otpor samog skakača i dva otpora kontaktnih prijelaza. Sve to dovodi do pojave dodatne pogreške u mjerenju snage.
Ako ljestvica uređaja nije kalibrirana u jedinicama snage (na primjer, u višegraničnom elektrodinamičkom vatmetru), ali ima određeni broj podjela N, tada za mjerenje snage na ovoj granici mjerenja, vrijednost podjele vatmetar se mora odrediti formulom:
SN = AznUn/H,
gdje je Un — nazivni napon vatmetra ili granica mjerenja napona, Azn — struja vatmetra ili granica mjerenja struje, A, N — broj podjela vatmetarske skale (obično 100 ili 150).
Neka je dan vatmetar s Un = 150 V, Azn = 5 A i n = 150. Tada je trošak dijeljenja uređaja Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,
Da biste odredili snagu prema očitanjima uređaja, potrebno je očitanje uređaja u podjelama ljestvice n pomnožiti s cijenom po podjeli Cn:
P = nSn.
Ako je napon mreže veći od dopuštenog napona naponske zavojnice i struja je veća od dopuštene struje strujnog svitka, tada je potrebno krug konstantne struje za spajanje uređaja koristite dodatni otpornik i mjerni shunt (Slika 1, c).
Kako izračunati otpor dodatnog otpornika i šanta za spajanje vatmetra na istosmjerni krug
Vrijednost otpora shunta za spajanje vatmetra za krug prikazan na slici 1, c, može se odrediti formulom:
rw = ra (p — 1) = ra (Ia / In — 1),
gdje ra — otpor strujnog namota vatmetra, Ohm, p Koeficijent ranžiranja je, a vrijednost otpora dodatnog otpornika je iz izraza rd = rv (q — 1) = rv (U / Un — 1) ,
gdje je rv otpor naponske zavojnice vatmetra, ohmi.
Na primjer, za vatmetar s nazivnim naponom naponske zavojnice Un = 150 V i nazivnom strujom strujne zavojnice Azn = 5 A, uključen u mjerni krug s naponom od 220 V (slika 1, c) na struja od oko 20 A, potrebno je izračunati otpore dodatnog otpornika i šanta.
Vrijednost otpora šanta rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,
tada je za spajanje vatmetra potreban šant čiji je otpor tri puta manji od otpora strujnog kruga vatmetra. Otpor dodatnog otpornika ra = rv (220/150—1) = 0,46 rv,
Stvarna vrijednost snage P = Pwpq, gdje je Pw očitanje vatmetra ako je njegova skala kalibrirana u jedinicama snage.
Ako je vatmetar šant spojen, tada se vrijednost razdvajanja može odrediti na sljedeći način:
C'n = (UnAzn / pq) = Cn x p x q
U navedenom primjeru, p = 4 i q = 1,46, stoga se očitanje vatmetra mora pomnožiti s 5,86 da bi se odredila stvarna vrijednost snage, što je nezgodno. Stoga, pri odabiru šanta i dodatnog otpornika, nastoje uzeti koeficijente q i p jednake cijelim brojevima.
U ovom primjeru zgodno je uzeti p = 5 i q = 2, tj.rw = ra / 4 i Rd=rv, tada se izmjerena vrijednost snage može odrediti množenjem očitanja uređaja s 10. Nova vrijednost podjele vatmetra bit će jednaka C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / dio,
gdje je 150 x 2 = 300 V nova granica mjerenja napona vatmetra, 5 x 5 = 25 A je nova granica mjerenja struje vatmetra.
Vanjski dodatni otpornik treba uključiti samo nakon naponskog namota vatmetra, a ne ispred njega, inače potencijal pokretne zavojnice u odnosu na stacionarni može doseći vrijednosti opasne za izolaciju.
