Wattmetry - typy a aplikace, schéma zapojení, vlastnosti použití

Každý spotřebitel, poháněný elektrickou sítí, spotřebovává určitou energii. Energie v tomto případě charakterizuje rychlost elektrické sítě provádějící práci nezbytnou pro provoz konkrétního zařízení nebo obvodu, který je napájen z této sítě. Síť musí samozřejmě být schopna poskytnout tento výkon a nesmí být současně přetížena, jinak může dojít k nehodě.

K měření spotřeby energie v obvodech se střídavým proudem se používají speciální zařízení - wattmetry. Wattmetry ukazují aktuální spotřebu energie a některé z nich jsou dokonce schopny vypočítat množství energie v kilowatthodinách spotřebované v určité době, zatímco spotřebitel pracoval. V tomto článku se budeme zabývat několika hlavními typy měřičů výkonu.

Wattmetry se používají v různých průmyslových odvětvích a domácnostech, zejména v elektroenergetice a ve strojírenství. Kromě toho jsou elektroměry často užitečné v každodenním životě.

Používají se ke stanovení výkonu různých domácích spotřebičů, k výpočtu přibližných nákladů na elektřinu za měsíc, k diagnostice zařízení, k testování sítí a jednoduše jako vizuální indikátory. Existují panelové wattmetry, wattmetry ve formě síťových adaptérů, digitální a analogové wattmetry.

Princip činnosti těchto zařízení je obecně jednoduchý: měří se napájecí napětí a proudová spotřeba a výkon je definován jako součin těchto hodnot s přihlédnutím k účiníku zkoumaného obvodu. Faktor výkonu je určen fázovým rozdílem mezi proudem a napětím. Digitální wattmetry zobrazují hodnoty na displeji nebo je zaznamenávají v digitální podobě a analogové jsou na stupnici označeny šipkou.

Analogové wattmetry

Analogová zařízení zahrnují wattmetry elektrodynamického systému. Jejich práce je založena na interakci dvojice cívek, z nichž první je stacionární, a druhá je mobilní, to znamená, že se může odchýlit od strany. Pevná cívka je připojena k proudu a pohyblivá cívka je připojena k napětí.

Pevná cívka má malý počet závitů a je zapojena do série s obvodem pro měření výkonu, zatímco pohyblivá cívka má mnohem větší počet závitů a je připojena přes odpor paralelně se studovaným přístrojem.

Čím větší proud protéká pevnou cívkou, tím silnější je jeho magnetické pole, které odkloní pohybující se cívku spojenou se šipkou. Měřítko je kalibrováno ve wattech. Jak jste již pochopili, zde se automaticky zohlední proud, napětí a účiník obvodu.

Přístroj pro měření výkonu:

Schéma připojení wattmetru:

Schéma připojení wattmetru z krytu zařízení D5065:

Digitální wattmetry

Digitální měřič výkonu funguje úplně jinak. Proud je měřen nepřímo podle Ohmova zákona odhadem poklesu napětí přes kalibrovaný zkrat a napětí je měřeno pomocí digitálního voltmetru. Proudový senzor nemusí být nutně zkrat, ale také transformátor proudu.

Okamžité parametry proudu a napětí měřené obvodem jsou zpracovávány mikroprocesorem, který vypočítává spotřebovanou energii na základě těchto dat, jakož i celkové množství elektřiny, které spotřeboval spotřebitel během měření. Výsledek se zobrazí na digitálním displeji zařízení.

Analogová zařízení lze často nalézt ve formě panelů, modulárních produktů a digitálních - ve formě profesionálního vybavení a přenosných zařízení.

Měřič spotřeby pro domácnost

Velmi častým příkladem jednoduchého digitálního wattmetru je domácí wattmetr ve formě síťového adaptéru - adaptéru.Je určen ke sledování spotřeby energie a také k rychlému vyhodnocení nákladů na elektřinu doma. Měřič výkonu je zapojen do zásuvky, ze které je zařízení obvykle napájeno, jehož spotřebu je třeba zjistit. Poté se zástrčka samotného zařízení zasune do zdířky wattmetru.

Stisknutím příslušného tlačítka začne wattmetr počítat čas a zaznamenává množství elektřiny spotřebované od tohoto okamžiku, tj. Energii, která byla poskytnuta jeho výstupem. Cena elektřiny se okamžitě zohlední, pokud je předem stanovena cena kilowatthodin. Zatímco zařízení pracuje a měřič výkonu měří energii, náklady na displeji se pravidelně aktualizují. Tento typ měřiče výkonu je schopen měřit výkon až 3600 wattů.

Je nutné vložit zařízení do elektrické zásuvky a zapojit do něj zástrčku - na displeji se okamžitě spustí odpočítávání a v reálném čase se zobrazí spotřeba energie. Pomocí tlačítek můžete přepínat zobrazený parametr z napájení - na proud, napětí, vidět špičkový výkon, minimální výkon atd.

Kromě toho se na displeji zobrazuje střídavá frekvence na výstupu. Nastavením nákladů na kilowatthodinu elektřiny pomocí domácího wattmetru můžete odhadnout náklady na elektřinu spotřebovanou lednicí, počítačem, ventilátorem, klimatizací, topením, ohřívačem vody atd.

Profesionální měřiče výkonu

Profesionální měřiče výkonu se vyznačují pokročilými funkcemi a zvýšenou třídou přesnosti. Tato zařízení umožňují testování jednodušších měřících přístrojů a oni sami jsou schopni měřit energii v mnohem širším rozsahu proudů, napětí a frekvencí než v domácnostech.

Profesionální wattmetr stojí více než jakékoli stacionární zařízení této třídy, jednoduše kvůli zvýšeným požadavkům na přesnost a kvalitu měření. Profesionální wattmetry často nejsou rozhodující pro tvar proudu, mohou měřit střídavé a konstantní, sinusové, pravoúhlé, pulzující a pilovité proudy, zatímco vypočítávají spotřebu energie s uvedením účiníku a povahy zátěže (aktivní, induktivní, kapacitní, smíšené). K dispozici pro jednofázové i třífázové obvody.

Analogový wattmetr jako součást profesionální laboratorní měřicí sady K540:

Panelové wattmetry

Pro měření a indikaci činného a jalového výkonu v sítích třífázového nebo jednofázového střídavého proudu jsou užitečné vestavěné wattmetry. Indikátor zobrazuje aktuální hodnotu výkonu ve formě čísel na displeji, které mohou mít obvykle až čtyři číslice, aby byla zajištěna dostatečně vysoká přesnost. Zařízení má podobu jakési měřicí hlavy namontované v pouzdru.

Obvyklým použitím tohoto typu měřičů výkonu jsou signalizační panely různých elektrických zařízení pracujících v sítích s frekvencí 50 Hz, tj. Těch, kde je měřič výkonu nainstalován a již není odstraněn. Je možné spárovat wattmetr s elektronickými obvody, které upravují činnost obvodu, ve kterém je nainstalován, v závislosti na dynamice aktivní nebo jalového příkonu.