Wattmètres - types et application, schéma de connexion, caractéristiques d'utilisation

Chaque consommateur, alimenté par un réseau électrique, consomme de l'énergie. La puissance caractérise dans ce cas la vitesse du réseau électrique effectuant les travaux nécessaires au fonctionnement d'un appareil ou d'un circuit particulier, qui est alimenté par ce réseau. Bien sûr, le réseau doit pouvoir fournir cette puissance et ne pas être surchargé en même temps, sinon un accident peut se produire.

Pour mesurer la consommation d'énergie dans les circuits à courant alternatif, des appareils spéciaux sont utilisés - wattmètres. Les wattmètres indiquent la consommation électrique actuelle, et certains d'entre eux sont même capables de calculer la quantité d'énergie en kilowattheures consommée dans un certain temps pendant que le consommateur travaillait. Dans cet article, nous considérerons plusieurs types principaux de wattmètres.

Les wattmètres sont utilisés dans une variété d'industries et de ménages, en particulier dans l'industrie de l'énergie électrique et dans la construction mécanique. De plus, les wattmètres sont souvent utiles au quotidien.

Ils sont utilisés pour déterminer la puissance de divers appareils électroménagers, pour calculer le coût approximatif de l'électricité par mois, pour diagnostiquer des appareils, pour tester des réseaux et simplement comme indicateurs visuels. Il existe des wattmètres à panneau, des wattmètres sous forme d'adaptateurs de réseau, des wattmètres numériques et analogiques.

Le principe de fonctionnement de ces appareils est en général simple: la tension d'alimentation et la consommation de courant sont mesurées, et la puissance est déterminée comme le produit de ces valeurs, en tenant compte du facteur de puissance du circuit étudié. Le facteur de puissance est déterminé par la différence de phase entre le courant et la tension. Les wattmètres numériques affichent les lectures sur l'écran ou les enregistrent sous forme numérique, et les valeurs analogiques sont indiquées par une flèche sur l'échelle.

Wattmètres analogiques

Les appareils analogiques comprennent les wattmètres d'un système électrodynamique. Leur travail est basé sur l'interaction d'une paire de bobines, dont la première est stationnaire, et la seconde est mobile, c'est-à-dire qu'elle peut dévier sur le côté. Une bobine fixe est connectée à un courant et une bobine mobile est connectée à une tension.

La bobine fixe a un petit nombre de spires et est connectée en série au circuit de mesure de puissance, tandis que la bobine mobile a un nombre de spires beaucoup plus important et est connectée via une résistance parallèle à l'instrument à l'étude.

Plus le courant traversant la bobine fixe est important, plus son champ magnétique dévie la bobine mobile associée à la flèche. L'échelle est calibrée en watts. Comme vous l'avez déjà compris, ici le courant, la tension et le facteur de puissance du circuit sont automatiquement pris en compte.

Appareil de mesure de puissance:

Schéma de connexion du wattmètre:

Schéma de connexion du wattmètre à partir du couvercle de l'appareil D5065:

Wattmètres numériques

Un wattmètre numérique fonctionne complètement différemment. Le courant est mesuré indirectement selon la loi d'Ohm en estimant la chute de tension à travers un shunt calibré, et la tension est mesurée à l'aide d'un voltmètre numérique. Capteur de courant peut ne pas être nécessairement un shunt, mais aussi un transformateur de courant.

Les paramètres instantanés de courant et de tension mesurés par le circuit sont traités par un microprocesseur, qui calcule la puissance consommée sur la base de ces données, ainsi que la quantité totale d'électricité consommée par le consommateur lors de la mesure. Le résultat est affiché sur l'affichage numérique de l'appareil.

Les appareils analogiques peuvent souvent être trouvés sous la forme de panneaux, de produits modulaires et numériques - sous la forme d'équipements professionnels et d'appareils portables.

Compteur d'énergie domestique

Un exemple très courant d'un wattmètre numérique simple est Wattmètre domestique sous la forme d'une carte réseau - une carte.Il est conçu pour surveiller la consommation d'énergie, ainsi que pour évaluer rapidement le coût de l'électricité à la maison. Le wattmètre est inséré dans la prise à partir de laquelle l'appareil est généralement alimenté, dont la consommation doit être déterminée. Ensuite, la fiche de l'appareil lui-même est insérée dans la prise du wattmètre.

En appuyant sur le bouton approprié, le wattmètre commence à compter le temps et enregistre la quantité d'électricité consommée à partir de ce moment, c'est-à-dire l'énergie qui a été donnée par sa prise. Le coût de l'électricité est immédiatement pris en compte si le prix du kilowatt-heure est préétabli. Pendant que l'appareil fonctionne et que le wattmètre mesure la puissance, le coût affiché est périodiquement mis à jour. Ce type de wattmètre est capable de mesurer des puissances jusqu'à 3600 watts.

Il est nécessaire d'insérer l'appareil dans une prise de courant et d'y insérer une fiche - l'écran démarre immédiatement le compte à rebours et en temps réel la consommation d'énergie est affichée. À l'aide des boutons, vous pouvez commuter le paramètre affiché de puissance - en courant, en tension, pour voir la puissance de crête, la puissance minimale, etc.

De plus, l'écran affiche la fréquence CA à la prise. En définissant le coût d'un kilowattheure d'électricité, à l'aide d'un wattmètre domestique, vous pouvez estimer le coût de l'électricité consommée par un réfrigérateur, un ordinateur, un ventilateur, la climatisation, un radiateur, un chauffe-eau, etc.

Capteurs de puissance professionnels

Les wattmètres professionnels disposent de fonctionnalités avancées et d'une classe de précision accrue. Ces appareils permettent de tester des appareils de mesure plus simples, et ils sont eux-mêmes capables de mesurer la puissance dans une gamme beaucoup plus large de courants, de tensions et de fréquences que les appareils domestiques.

Un wattmètre professionnel coûte plus cher que n'importe quel appareil fixe de cette classe, simplement en raison des exigences accrues de précision et de qualité des mesures. Les wattmètres professionnels ne sont souvent pas critiques pour la forme du courant; ils peuvent mesurer des courants alternatifs et constants, sinusoïdaux, rectangulaires, pulsatoires et en dents de scie, tout en calculant la consommation d'énergie avec une indication du facteur de puissance et de la nature de la charge (active, inductive, capacitive, mixte). Disponible pour les circuits monophasés et triphasés.

Wattmètre analogique dans le cadre d'un kit de mesure de laboratoire professionnel K540:

Wattmètres à panneau

Pour effectuer des mesures et indiquer la puissance active et réactive dans des réseaux de courant alternatif triphasé ou monophasé, les wattmètres intégrés au tableau sont utiles. L'indicateur affiche la valeur de puissance actuelle sous forme de chiffres sur son affichage, qui peut généralement avoir jusqu'à quatre chiffres pour assurer une précision suffisamment élevée. Le dispositif se présente sous la forme d'une sorte de tête de mesure montée dans un boîtier.

L'utilisation habituelle de wattmètres de ce type est le panneau indicateur de divers appareils électriques fonctionnant dans des réseaux avec une fréquence de 50 Hz, c'est-à-dire ceux où le wattmètre est installé en permanence et ne peut plus être retiré. Il est possible de coupler le wattmètre avec des circuits électroniques qui ajustent le fonctionnement du circuit dans lequel il est installé en fonction de la dynamique de la consommation d'énergie active ou réactive.