Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам » Ваттметры - виды и применение, схема подключения, особенности использования
Количество просмотров: 36371
Комментарии к статье: 10


Ваттметры - виды и применение, схема подключения, особенности использования


Каждый потребитель, питаемый от электрической сети, потребляет какую-то мощность. Мощность характеризует в данном случае скорость выполнения электрической сетью работы, необходимой для функционирования того или иного прибора либо цепи, которая от этой сети питается. Разумеется, сеть должна быть в состоянии обеспечить данную мощность и не быть при этом перегруженной, иначе может случиться авария.

Для измерения потребляемой мощности в цепях переменного тока используют специальные приборы — ваттметры. Ваттметры показывают текущую потребляемую мощность, а некоторые из них способны даже подсчитать количество энергии в киловатт-часах, израсходованной за определенное время, пока потребитель работал. В данной статье мы рассмотрим несколько основных видов ваттметров.

Ваттметр Д5065

Ваттметры находят применение в самых разных сферах промышленности и быта, особенно в электроэнергетике и в машиностроении. Кроме того ваттметры часто полезны в быту.

Их используют для определения мощности различной бытовой техники, для расчета приблизительной стоимости электроэнергии в месяц, для диагностики приборов, для тестирования сетей, да и просто в качестве наглядных индикаторов. Есть щитовые ваттметры, ваттметры в виде сетевых адаптеров, цифровые и аналоговые ваттметры.

Принцип работы данных приборов в общем виде прост: измеряются напряжение питания и потребляемый ток, а мощность определяется как произведение данных величин с учетом коэффициента мощности исследуемой цепи. Коэффициент мощности определяется по разности фаз между током и напряжением. Цифровые ваттметры отображают показания на дисплее или записывают их в цифровой форме, а аналоговые — показывают стрелкой на шкале.

Щитовые киловаттметры

Электродинамические измерительные приборы

Приборы, основанные на принципе взаимодействия двух магнитных полей, создаваемых токами, текущими в двух различных катушках по устройству и принципу действия называют электродинамическими.

Одна из этих катушек укреплена неподвижно, а вторая, помещенная внутри первой, может поворачиваться вокруг своей оси и удерживается в некотором начальном положении спиральными пружинами. По отклонению подвижной катушки можно непосредственно судить о силе протекающего по катушкам тока.

В зависимости отданных прибора и способа его включения с помощью этого прибора можно измерять либо силу тока в цепи (амперметр), либо напряжение на зажимах цепи (вольтметр), либо мощность, потребляемую в цепи (ваттметр).

Т. к. направление электрического тока, протекающего через обе катушки электродинамического измерительного прибора изменяется одновременно, то направление силы взаимодействия между катушками остается неизменным при изменении направления подводимого к прибору тока. Поэтому такие измерительные приборы пригодны для измерения как переменного, так и постоянного токов.

Аналоговые ваттметры

К аналоговым устройства относятся ваттметры электродинамической системы. Их работа основана на взаимодействии пары катушек, первая из которых неподвижна, а вторая — подвижна, то есть может отклоняться в сторону. Неподвижная катушка связана с током, а подвижная — с напряжением.

Аналоговый ваттметр

Неподвижная катушка имеет небольшое число витков и включается в цепь измерения мощности последовательно, в то время как подвижная катушка имеет значительно большее количество витков и включается через резистор параллельно исследуемому прибору.

Чем больший ток проходит по неподвижной катушке — тем сильнее ее магнитное поле отклоняет подвижную катушку, связанную со стрелкой. Шкала прибора отградуирована в ваттах. Как вы уже поняли, здесь автоматически учитываются и ток, и напряжение, и коэффициент мощности цепи.

Устройство ваттметра:

Устройство ваттметра

Схема подключения ваттметра:

Схема подключения ваттметра

Схема подключения ваттметра с крышки прибора Д5065:

Схема подключения ваттметра, показаная на крышке прибора Д5065

Мощность трехфазной системы может быть измерена с помощи трех ваттметров, включенных в каждую из фаз. Однако задача может быть решена и проще.

При равномерной нагрузке измерения мог быть проведены с помощью одного ваттметра. При неравномерной нагрузке и трехпроводной системе — двумя ваттметрами (или одним ваттметром специальной конструкции, так называемым двухэлементным). При неравномерной нагрузке и четырехпроводной системе — тремя ваттметрами или одним трехэлементным.

Иногда для измерения реактивной мощности применяют синусные ваттметры, у которых отклонение подвижной части пропорционально не косинусу, а синусу угла сдвига фаз между током и напряжением.

Устройство ваттметров для измерения реактивной мощности такое же, как и для активной. Разница лишь в том, что в синусных ваттметрах искусственно создается сдвиг фаз на 90° между напряжением и током в параллельной цепи. Включаются синусные ваттметры или, каких иногда называют, варметры по тем же измерительным схемам, что и ваттметры для измерения активной мощности.

При неравномерной нагрузке в четырехпроводной линии последовательные обмотки трех ваттметров включают в линейные провода, а параллельные цепи подключают к линейным проводам и нулевому проводу. Мощность трехфазной цепи определяется как сумма показаний ваттметров. Возможно применение одного трехэлементного ваттметра.

Цифровые ваттметры

Цифровой ваттметр работает совершенно иначе. Ток измеряется косвенным путем по закону Ома посредством оценки падения напряжения на калиброванном шунте, а напряжение — по схеме цифрового вольтметра. Датчиком тока может быть не обязательно шунт, но и трансформатор тока.

Измеренные схемой мгновенные параметры тока и напряжения обрабатываются микропроцессором, который вычисляет на основе этих данных потребляемую мощность, а также величину суммарной электроэнергии, которая была израсходована потребителем за время проведения замеров. Результат отображается на цифровом дисплее прибора.

Цифровой ваттметр

Аналоговые приборы часто можно встретить в виде щитовых, модульных изделий, а цифровые — в виде профессионального оборудования и портативных устройств.

Бытовой ваттметр

Очень распространенный пример простого цифрового ваттметра — бытовой ваттметр в виде сетевого адаптера — переходника. Он предназначен для наблюдения мощности потребления, а также для оперативной оценки стоимости электроэнергии в домашних условиях. Ваттметр вставляется в ту розетку, от которой обычно питается прибор, потребление которого необходимо узнать. Затем в розетку ваттметра втыкается вилка самого прибора.

Бытовой ваттметр

По нажатии соответствующей кнопки, ваттметр начинает отсчет времени и запись количества потребленной с этого момента электроэнергии, то есть той энергии, которая была отдана через его розетку. Тут же считается стоимость электроэнергии, если предварительно задана цена киловатт-часа. Пока прибор работает а ваттметр измеряет мощность, стоимость на дисплее периодически обновляется. Ваттметры такого типа способны измерять мощности до 3600 Вт.

Стоит вставить прибор в розетку и воткнуть в него вилку — на дисплее тут же начинается отсчет времени и в режиме реального времени отображается потребляемая мощность. При помощи кнопок можно переключить отображаемый параметр с мощности — на ток, на напряжение, посмотреть пиковую мощность, минимальную мощность и т. д.

Кроме того на дисплее можно увидеть частоту переменного тока в розетке. Задав стоимость киловатт-часа электроэнергии, при помощи бытового ваттметра можно оценить стоимость электроэнергии, потребляемой холодильником, компьютером, вентилятором, кондиционером, обогревателем, водонагревателем и т. д.

Профессиональные ваттметры

Профессиональные ваттметры отличаются расширенным функционалом и повышенным классом точности. Данные приборы позволяют тестировать более простые измерительные приборы, а сами способны измерять мощности в значительно более широком диапазоне величин токов, напряжений и частот нежели бытовые.

Ваттметр для учебной лаборатории

Профессиональный ваттметр стоит дороже, как любой стационарный прибор подобного класса, просто в силу повышенных требований к точности и качеству измерений. Зачастую профессиональные ваттметры не критичны к форме тока, они могут измерять переменный и постоянный, синусоидальной, прямоугольный, пульсирующий и пилообразный токи, вычислять при этом мощность потребления с указанием коэффициента мощности и характера нагрузки (активная, индуктивная, емкостная, смешанная). Выпускаются как для работы с однофазными цепями, так и для трехфазных.

Аналоговый ваттметр в составе профессионального лабораторного измерительного комплекта К540:

Измерительный прибор К540

Щитовые ваттметры

Для осуществления замеров и индикации активной и реактивной мощности в сетях трехфазного или однофазного переменного тока, полезны щитовые встраиваемые ваттметры. Значение текущей мощности индикатор показывает в виде цифр на своем дисплее, который может иметь обычно до четырех разрядов для обеспечения достаточно высокой точности. Прибор имеет вид своеобразной измерительной головки, монтируемой в корпус.

Щитовой киловаттметр

Привычное применение ваттметров данного вида — индикаторные панели различных электротехнических устройств, работающих в сетях с частотой 50 Гц, то есть такие, где ваттметр установлен стационарно и больше не снимается. Возможно сопряжение ваттметра с электронными схемами, которые корректируют работу цепи в которой он установлен в зависимости от динамики активной или реактивной мощности потребления.

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Бытовые ваттметры
  • ROBITON PM - cчетчик электроэнергии в каждой розетке!
  • Как измерить потребляемую мощность домашних электроприборов
  • Что такое амперметр, виды, устройство и принцип работы
  • Приборы учета электроэнергии — виды и типы, основные характеристики
  • Подключение амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока
  • Все, что нужно знать о маркировке энергоэффективности бытовых электрических ...
  • Что такое реактивная мощность и как с ней бороться
  • В чем достоинства аналоговых электроизмерительных приборов
  • Как устроен и работает электронный счетчик электроэнергии
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

    Электрические измерения, Электроизмерительные приборы, Стрелочные приборы, Измерение мощности, Схемы подключения, Андрей Повный – все статьи, Схемы подключения

      Комментарии:

    #1 написал: Федор | [цитировать]

    Важно отметить, что перегрузка может повредить катушки ваттметра, что приведет к неточным измерениям. И еще, при измерении мощности в трехфазной сети чаще всего имеется только возможность включить ваттметр в линейные провода. В этом случае применяется специальная схема с искусственной нулевой точкой.

      Комментарии:

    #2 написал: Алексей Кузовцев | [цитировать]

    Ваттметр может измерять мощность как постоянного, так и переменного тока. Катушка напряжения может быть подключена перед или позади катушки тока. У большинства ваттметров токовая катушка рассчитана на 5А. При измерении постоянной мощности увеличиваем диапазон измерения ваттметра с шунтом, а переменного тока с измерительным трансформатором тока. Выпускаются также ваттметры с токовой катушкой на 1А. Для сети переменного тока для номинального напряжения выше 500В ваттметры с катушкой напряжения 100 или 110В изготавливаются для подключения к измерительному трансформатору напряжения с преобразованием Х/100 или Х/110В. 

      Комментарии:

    #3 написал: Petrovich | [цитировать]

    Электродинамический ваттметр измеряет как постоянный, так и постоянный ток показывает измеренную электрическую мощность. Ток, протекающий через катушку тока, создает магнитное поле, пропорциональное протекающему току и его фазовому сдвигу. Традиционный аналоговый ваттметр содержит пару катушек, одна из которых неподвижна (так называемая катушка тока) с наименьшим возможным сопротивлением, а другая подвижна (так называемая катушка напряжения) с минимально возможным сопротивлением. Катушка тока подключается последовательно с измеряемой электрической цепью, а катушка напряжения - параллельно с измеряемой цепью. Большинство ваттметров имеют токовую катушку, рассчитанную на 5 А. Выпускаются также ваттметры с токовой катушкой на 1 А. Они используются только там, где длинная соединительная линия между счетчиком и измерительным трансформатором тока при токе 5 А будет означать большую нагрузку. Для систем переменного тока на номинальное напряжение выше 500 В изготавливают ваттметры с катушкой напряжения 100 В или 110 В. Существует еще электростатический ваттметр, который используется для измерения малой мощности. Это особенно полезно, когда напряжение высокое, а коэффициент мощности низкий. Индукционный ваттметр может использоваться как для измерения мгновенной потребляемой мощности, так и для измерения потребления в качестве счетчика электроэнергии. При измерении мгновенной мощности диск фиксируется пружиной, и принцип измерения заключается в том, что крутящий момент, создаваемый на диске, прямо пропорционален входной мощности. Электростатический ваттметр в основном используется для измерения диэлектрических потерь силовых кабелей. Этот ваттметр также используется для калибровки других типов ваттметров и счетчиков электроэнергии. 

      Комментарии:

    #4 написал: Роберт | [цитировать]

    Ваттметр — это устройство, предназначенное для измерения электрической мощности цепи. Чаще всего ваттметр представляет собой измерительный прибор электродинамического типа. Ваттметр состоит из системы катушек, которые отвечают за установление измерений. Две из них неподвижны и последовательно включены в электрическую цепь, их называют "токовыми катушками". Кроме того, он имеет еще один подвижный элемент, называемый также "катушка вольтметра" или "потенциальная катушка", который устанавливается параллельно цепи. Токовая катушка (неподвижная катушка) ваттметра включена последовательно с цепью ( нагрузка), а потенциальная катушка (подвижная катушка) - поперек линии. Когда линейный ток проходит через токовую катушку ваттметра, вокруг катушки создается поле. Ток, протекающий через неподвижные катушки, создает электромагнитное поле, мощность которого пропорциональна току и находится в фазе с ним. Подвижная катушка обычно имеет большое сопротивление, соединенное последовательно, чтобы уменьшить ток, протекающий через нее.

      Комментарии:

    #5 написал: Сергей | [цитировать]

    Какие типы ваттметров существуют и как они отличаются друг от друга?

      Комментарии:

    #6 написал: Андрей Повный | [цитировать]

    Цитата: Федор

    Важно отметить, что перегрузка может повредить катушки ваттметра, что приведет к неточным измерениям. И еще, при измерении мощности в трехфазной сети чаще всего имеется только возможность включить ваттметр в линейные провода. В этом случае применяется специальная схема с искусственной нулевой точкой.

    Спасибо за информативный комментарий! Действительно, при использовании ваттметров необходимо учитывать возможность перегрузки, которая может привести к повреждению катушек и, как следствие, к неточным измерениям. Важно использовать ваттметры с соответствующими техническими характеристиками и следить за тем, чтобы не превышать допустимые пределы нагрузки. Также правильно отмечено, что при измерении мощности в трехфазной сети часто возможно включить ваттметр только в линейные провода. В этом случае применяется специальная схема с искусственной нулевой точкой, которая позволяет измерять мощность в трехфазной системе, используя только два ваттметра. Большое спасибо за ценный комментарий, который дополняет информацию в статье и помогает более точно понимать особенности использования ваттметров.

    Алексей Кузовцев,

    Спасибо за дополнительную информацию! Действительно, ваттметры могут использоваться для измерения как постоянной, так и переменной мощности, и могут иметь катушку напряжения, подключенную перед или позади катушки тока. Кроме того, большинство ваттметров имеют токовую катушку, рассчитанную на 5А, но также существуют ваттметры с катушкой тока на 1А.

    При измерении постоянной мощности можно использовать шунт, чтобы увеличить диапазон измерений ваттметра, а при измерении переменного тока - измерительный трансформатор тока. Также существуют ваттметры, специально разработанные для сетей переменного тока с напряжением выше 500В, которые имеют катушку напряжения на 100 или 110В и могут быть подключены к измерительному трансформатору напряжения с соответствующим преобразованием.

    Цитата: Сергей
    Какие типы ваттметров существуют и как они отличаются друг от друга?

    Существует несколько типов ваттметров, которые различаются по принципу измерения мощности и методам подключения.

    Одним из наиболее распространенных типов является электродинамический ваттметр, который использует катушки тока и напряжения для измерения мощности. При этом токовая катушка создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем напряжения, что приводит к появлению момента силы, пропорционального мощности. Другим типом ваттметра является термический ваттметр, который использует термоэлементы для измерения мощности.

    Также существуют цифровые ваттметры, которые используют микропроцессоры и алгоритмы для измерения мощности. Эти ваттметры могут иметь различные функции, такие как хранение и отображение данных, анализ гармонических составляющих и другие.

    Кроме того, ваттметры могут различаться по диапазону измерений и точности. Выбор ваттметра зависит от конкретных требований и условий эксплуатации, таких как тип и частота сети, максимальная мощность и др.

    Таким образом, существует несколько типов ваттметров, которые могут отличаться по принципу измерения мощности, методам подключения, функциональности, диапазону измерений и точности. Выбор ваттметра зависит от конкретных требований и условий эксплуатации.

    Существует несколько типов ваттметров, которые различаются по принципу измерения мощности и методам подключения.

    Одним из наиболее распространенных типов является электродинамический ваттметр, который использует катушки тока и напряжения для измерения мощности. При этом токовая катушка создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем напряжения, что приводит к появлению момента силы, пропорционального мощности. Другим типом ваттметра является термический ваттметр, который использует термоэлементы для измерения мощности.

    Также существуют цифровые ваттметры, которые используют микропроцессоры и алгоритмы для измерения мощности. Эти ваттметры могут иметь различные функции, такие как хранение и отображение данных, анализ гармонических составляющих и другие.

    Кроме того, ваттметры могут различаться по диапазону измерений и точности. Выбор ваттметра зависит от конкретных требований и условий эксплуатации, таких как тип и частота сети, максимальная мощность и др.

    Таким образом, существует несколько типов ваттметров, которые могут отличаться по принципу измерения мощности, методам подключения, функциональности, диапазону измерений и точности. Выбор ваттметра зависит от конкретных требований и условий эксплуатации.

      Комментарии:

    #7 написал: Николай | [цитировать]

    Почему ваттметры, включенные по схеме Арона, дают в одном случае положительное значение, а в другом отрицательное? Что влияет на величину коэффициента мощности при измерении потерь к. з. в трансформаторах?

      Комментарии:

    #8 написал: Яков Кузнецов | [цитировать]

    Николай, При измерении мощности электрической цепи ваттметрами по схеме Арона оба ваттметра дают положительные показания, если значение cos фи больше 0,5. При cos фи меньшем 0,5 один прибор дает положительное показание, а другой — отрицательное. При определении потерь короткого замыкания трансформатора величина cos фи зависит от реактивного сопротивления цепи. В большинстве случаев реактивное сопротивление велико и cos фи меньше 0,5, однако никакой определенной закономерности изменения cos фи от мощности трансформатора дать невозможно.

      Комментарии:

    #9 написал: Вадим | [цитировать]

    Ваттметры являются измерительными приборами, используемыми для определения мощности электрического тока в цепи. Они бывают разных видов, включая аналоговые и цифровые ваттметры, а также портативные и стационарные модели. Применение ваттметров включает измерение потребляемой мощности электроприборов, проверку эффективности систем электроснабжения, тестирование качества электроэнергии и многое другое. Схема подключения ваттметра обычно включает его подключение к цепи параллельно с нагрузкой, чтобы измерить потребляемую мощность. При использовании ваттметра необходимо учитывать его точность, частотный диапазон, требования к напряжению и другие характеристики, а также обеспечить правильное подключение и использование прибора в соответствии с инструкцией.

      Комментарии:

    #10 написал: Сергей | [цитировать]

    Ваттметры могут быть аналоговыми и цифровыми. Аналоговые ваттметры работают на основе электродинамической системы, где при подключении прибора к сети, в катушках образуются магнитные поля. Их взаимодействие создает вращающий момент, который отклоняет подвижную катушку с подсоединенной к ней стрелкой на определенный угол. Величина угла эквивалентна произведению силы тока и напряжения в данный момент времени. Цифровые ваттметры производят измерение активной и реактивной мощности. На экран также выводятся напряжение, сила тока, потребление электричества за период времени. Они могут быть использованы для измерения как активной, так и реактивной мощности.

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     


    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2023 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.