Preklopni krug vatmetra
Za izravno mjerenje snage istosmjernog kruga koristi se vatmetar. Zavojnica fiksne serije ili strujna zavojnica vatmetra povezana je u seriju s prijemnicima električne energije. Pomična paralelna zavojnica ili naponska zavojnica spojena u seriju s dodatnim otporom tvori paralelni krug vatmetra, koji je paralelno spojen s prijamnicima energije.
Kut rotacije pomičnog dijela vatmetra:
α = k2IIu = k2U / Ru
gdje I - serijska struja svitka; Azi — struja paralelnog svitka vatmetra.
Riža. 1. Shema uređaja i spojeva vatmetra
Budući da, kao rezultat upotrebe dodatnog otpora, paralelni krug vatmetra ima gotovo konstantan otpor rth, tada je α = (k2 / Ru) IU = k2IU = k3P
Tako se po kutu zakreta pomičnog dijela vatmetra može procijeniti snaga kruga.
Uniformna skala vatmetra.Pri radu s vatmetrom treba imati na umu da promjena smjera struje u jednom od svitaka uzrokuje promjenu smjera momenta i smjera vrtnje pokretnog svitka, a budući da je skala vatmetar se obično izrađuje jednostrano, odnosno podjele ljestvice nalaze se od nule udesno, tada s pogrešnim smjerom struje u jednoj od zavojnica neće biti moguće odrediti izmjerenu vrijednost iz vatmetra.
Iz tih razloga uvijek trebate razlikovati stezaljke za vatmetar. Stezaljka serijskog svitka spojena na izvor napajanja naziva se generator i na uređajima i dijagramima označava se zvjezdicom. Stezaljka paralelnog kruga spojena na žicu spojenu na serijsku zavojnicu također se naziva stezaljka generatora i označena je zvjezdicom.
Dakle, s ispravnim sklopnim sklopom vatmetra, struje u namotima vatmetra usmjerene su od stezaljki generatora prema stezaljkama koje nisu generator. Mogu postojati dva sklopna kruga vatmetra (vidi sl. 2 i sl. 3).
Riža. 2. Ispravan dijagram ožičenja vatmetra
Riža. 3. Ispravan dijagram ožičenja vatmetra
U shemi prikazanoj na sl. 2, struja serijskog namota vatmetra jednaka je struji prijemnika energije čija se snaga mjeri, a paralelni krug vatmetra je pod naponom U' većim od napona prijemnika za iznos pad napona u serijskom svitku. Prema tome, PB = IU '= I (U + U1) = IU = IU1 snaga izmjerena vatmetrom jednaka je snazi prijamnika energije koji se mjere i snazi serijskog namota vatmetra.
U shemi prikazanoj na sl.3, napon u paralelnom krugu vatmetra jednak je naponu prijemnika, a struja u serijskom svitku veća je od struje koju troši prijemnik za vrijednost struje u paralelnom krugu vatmetra. Prema tome, Pc = U (I + Iu) = UI + UIu, snaga izmjerena vatmetrom jednaka je snazi prijemnika izmjerene energije i snazi paralelnog kruga vatmetra.
Prilikom mjerenja gdje se snaga zavojnica vatmetra može zanemariti, poželjno je koristiti krug prikazan na sl. 2, jer je obično snaga serijske zavojnice manja od snage paralelne zavojnice i stoga će očitanje vatmetra biti točnije.
Za točna mjerenja potrebno je izvršiti korekcije očitanja vatmetra, zbog čvrstoće njegovog namota, iu takvim slučajevima strujni krug na sl. 3, budući da se korekcija lako izračunava formulom U2/ Ru, gdje je Ru obično poznato, a korekcija ostaje nepromijenjena pri različitim trenutnim vrijednostima ako je U konstantan.
Kada uključite vatmetar prema dijagramu na sl. 2, potencijali na krajevima zavojnica razlikuju se samo količinom pada napona na pokretnoj zavojnici, budući da su stezaljke generatora zavojnica spojene zajedno. Pad napona na pokretnoj zavojnici zanemariv je u usporedbi s naponom u paralelnom strujnom krugu jer je otpor te zavojnice zanemariv u usporedbi s otporom paralelnog strujnog kruga.
Riža. 4. Pogrešan spojni krug vatmetra
Na sl. 4 dat je neispravan paralelni krug vatmetra.Ovdje su stezaljke namota generatora povezane dodatnim otporom, zbog čega je razlika potencijala između krajeva zavojnica jednaka naponu kruga (ponekad vrlo značajno 240 - 600 V), a budući da stacionarni i pokretni Namoti su u neposrednoj blizini jedan pored drugog, stvaraju se uvjeti pogodni za uništavanje izolacije zavojnica. Osim toga, elektrostatska interakcija će se uočiti između zavojnica vrlo različitih potencijala, što može uzrokovati dodatnu pogrešku u mjerenju snage u krugu.