Ватметри - видове и приложение, схема на свързване, функции на използване

Всеки потребител, захранван от електрическа мрежа, консумира малко енергия. Мощността характеризира в този случай скоростта на електрическата мрежа, извършваща работата, необходима за работата на определено устройство или схема, която се захранва от тази мрежа. Разбира се, мрежата трябва да е в състояние да осигури тази мощност и да не се претоварва едновременно, в противен случай може да възникне авария.

За измерване на консумацията на енергия в вериги с променлив ток се използват специални устройства - ватметри. Ватметрите показват текущата консумация на енергия и някои от тях дори са в състояние да изчислят количеството енергия в киловатчас, изразходвано за определено време, докато потребителят е работил. В тази статия ще разгледаме няколко основни типа електромери.

Ватметрите се използват в различни индустрии и домакинства, особено в електроенергийната индустрия и в машиностроенето. Освен това електромерите често са полезни в ежедневието.

Те се използват за определяне на мощността на различни домакински уреди, за изчисляване на приблизителната цена на електроенергията на месец, за диагностициране на устройства, за тестване на мрежи и просто като визуални индикатори. Има панелни ватметри, ватметри под формата на мрежови адаптери, цифрови и аналогови ватметри.

Принципът на работа на тези устройства като цяло е прост: захранващото напрежение и консумацията на ток се измерват, а мощността се определя като произведение на тези стойности, като се взема предвид коефициентът на мощност на изследваната верига. Коефициентът на мощност се определя от фазовата разлика между ток и напрежение. Цифровите ватметри показват показанията на дисплея или ги записват в цифрова форма, а аналоговите се посочват със стрелка на скалата.

Аналогови ватметри

Аналоговите устройства включват ватметри на електродинамична система. Работата им се основава на взаимодействието на двойка намотки, първата от които е неподвижна, а втората е подвижна, тоест може да се отклони встрани. Фиксирана намотка е свързана към ток, а подвижна намотка е свързана с напрежение.

Неподвижната намотка има малък брой завои и е свързана последователно към веригата за измерване на мощността, докато подвижната намотка има много по-голям брой завои и е свързана чрез резистор, успореден на изследвания инструмент.

Колкото по-голям е токът, преминаващ през неподвижната намотка, толкова по-силно магнитното му поле отклонява подвижната намотка, свързана със стрелката. Скалата се калибрира във ватове. Както вече разбрахте, тук токът, напрежението и коефициентът на мощност на веригата се вземат предвид автоматично.

Устройство за измерване на мощност:

Схема на свързване на ватметър:

Диаграма за свързване на ватметър от капака на устройството D5065:

Цифрови ватметри

Цифровият електромер работи напълно различно. Токът се измерва индиректно според закона на Ом чрез изчисляване на спада на напрежението върху калибриран шунт и напрежението се измерва с помощта на цифров волтметър. Ток сензор може да не е непременно шунт, но също така и токов трансформатор.

Параметрите на моменталния ток и напрежение, измерени от веригата, се обработват от микропроцесор, който изчислява консумираната мощност въз основа на тези данни, както и общото количество електроенергия, което е било консумирано от потребителя по време на измерването. Резултатът се показва на цифровия дисплей на устройството.

Аналоговите устройства често могат да бъдат намерени под формата на панели, модулни продукти и цифрови - под формата на професионално оборудване и преносими устройства.

Брояч на домакинска мощност

Много често срещан пример за обикновен цифров ватметър е битов ватметър под формата на мрежов адаптер - адаптер.Той е предназначен за наблюдение на консумацията на енергия, както и за бърза оценка на цената на електроенергията у дома. Електромерът се вкарва в контакта, от който устройството обикновено се захранва, консумацията на който трябва да се установи. След това щепселът на самото устройство се вкарва в гнездото на ватметъра.

Чрез натискане на съответния бутон ватметърът започва да отчита времето и записва количеството консумирана електроенергия от този момент, тоест енергията, която е била дадена през изхода му. Цената на електроенергията се взема предвид веднага, ако цената на киловатчаса е предварително определена. Докато устройството работи и електромерът измерва мощността, разходите на дисплея периодично се актуализират. Този тип електромер може да измерва мощност до 3600 вата.

Необходимо е да поставите устройството в електрически контакт и да поставите щепсел в него - дисплеят веднага стартира отброяването и в реално време се показва консумацията на енергия. С помощта на бутоните можете да превключвате показания параметър от мощност - към ток, към напрежение, за да видите пикова мощност, минимална мощност и т.н.

В допълнение, дисплеят показва променливата честота на изхода. Чрез определяне на цената на киловатчас електроенергия, като използвате битов ватметър, можете да прецените разходите за електроенергия, консумирана от хладилник, компютър, вентилатор, климатик, нагревател, бойлер и т.н.

Професионални електромери

Професионалните измервателни уреди имат разширена функционалност и повишен клас на точност. Тези устройства позволяват тестване на по-прости измервателни уреди, а самите те са в състояние да измерват мощността в много по-широк диапазон от токове, напрежения и честоти от домакинските.

Професионалният ватметър струва повече от всяко стационарно устройство от този клас, просто поради повишените изисквания за точност и качество на измерванията. Професионалните ватметри често не са критични за формата на тока; те могат да измерват променливи и постоянни, синусоидални, правоъгълни, пулсиращи и пилообразни токове, докато изчисляват консумацията на енергия с посочване на коефициента на мощност и естеството на натоварването (активен, индуктивен, капацитивен, смесен). Предлага се както за еднофазни, така и за трифазни вериги.

Аналогов ватметър като част от професионален лабораторен комплект за измерване K540:

Панелни ватметри

За извършване на измервания и показване на активна и реактивна мощност в трифазни или еднофазни мрежи с променлив ток са полезни вградени панелни ватметри. Индикаторът показва текущата стойност на мощността под формата на числа на дисплея, която обикновено може да има до четири цифри, за да се осигури достатъчно висока точност. Устройството има формата на вид измервателна глава, монтирана в корпус.

Обичайното използване на този тип електромери е индикаторните табла на различни електрически устройства, работещи в мрежи с честота 50 Hz, тоест тези, при които електромерът е инсталиран неподвижно и вече не се сваля. Възможно е да сдвоите ватметъра с електронни вериги, които регулират работата на веригата, в която е инсталиран, в зависимост от динамиката на активната или реактивната консумация на енергия.