Wattmeters - τύποι και εφαρμογή, διάγραμμα σύνδεσης, χαρακτηριστικά χρήσης

Κάθε καταναλωτής, που τροφοδοτείται από ένα ηλεκτρικό δίκτυο, καταναλώνει κάποια ισχύ. Η ισχύς χαρακτηρίζει στην περίπτωση αυτή την ταχύτητα του ηλεκτρικού δικτύου που εκτελεί τις εργασίες που απαιτούνται για τη λειτουργία μιας συγκεκριμένης συσκευής ή ενός κυκλώματος, το οποίο τροφοδοτείται από αυτό το δίκτυο. Φυσικά, το δίκτυο πρέπει να μπορεί να παρέχει αυτή τη δύναμη και να μην επιβαρύνεται ταυτόχρονα, διαφορετικά μπορεί να συμβεί κάποιο ατύχημα.

Για τη μέτρηση της κατανάλωσης ρεύματος σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές - ταμετρητές βάρους. Τα ροόμετρα δείχνουν την τρέχουσα κατανάλωση ρεύματος και ορισμένα από αυτά είναι ακόμη σε θέση να υπολογίσουν την ποσότητα ενέργειας σε κιλοβατώρες που καταναλώθηκε σε ορισμένο χρόνο ενώ ο καταναλωτής εργαζόταν. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε αρκετούς κύριους τύπους μετρητών ισχύος.

Τα βατομετρα χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία βιομηχανιών και νοικοκυριών, ειδικά στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας και στη μηχανολογία. Επιπλέον, οι μετρητές ισχύος είναι συχνά χρήσιμοι στην καθημερινή ζωή.

Χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της ισχύος διαφόρων οικιακών συσκευών, τον υπολογισμό του κατά προσέγγιση κόστους ηλεκτρικής ενέργειας ανά μήνα, τη διάγνωση συσκευών, τη δοκιμή δικτύων και απλώς ως οπτικών δεικτών. Υπάρχουν wattmeters πάνελ, wattmeters με τη μορφή προσαρμογείς δικτύου, ψηφιακά και αναλογικά wattmeters.

Η αρχή της λειτουργίας αυτών των συσκευών είναι γενικά απλή: μετριέται η τάση τροφοδοσίας και η κατανάλωση ρεύματος και η ισχύς ορίζεται ως το προϊόν αυτών των τιμών λαμβάνοντας υπόψη τον συντελεστή ισχύος του εξεταζόμενου κυκλώματος. Ο συντελεστής ισχύος καθορίζεται από τη διαφορά φάσης μεταξύ ρεύματος και τάσης. Τα ψηφιακά wattmeters εμφανίζουν τις ενδείξεις στην οθόνη ή τα καταγράφουν σε ψηφιακή μορφή και τα αναλογικά δείχνονται με ένα βέλος στην κλίμακα.

Αναλογικά ροόμετρα

Οι αναλογικές συσκευές περιλαμβάνουν τα ηλεκτρικά δυναμικά (wattmeters) ενός ηλεκτροδυναμικού συστήματος. Το έργο τους βασίζεται στην αλληλεπίδραση ενός ζεύγους πηνίων, το πρώτο από τα οποία είναι ακίνητο και το δεύτερο είναι κινητό, δηλαδή μπορεί να αποκλίνει προς την πλευρά. Ένα σταθερό πηνίο συνδέεται με ένα ρεύμα και ένα κινούμενο πηνίο συνδέεται με μια τάση.

Το σταθερό πηνίο έχει μικρό αριθμό στροφών και συνδέεται σε σειρά με το κύκλωμα μέτρησης ισχύος, ενώ το κινούμενο πηνίο έχει πολύ μεγαλύτερο αριθμό στροφών και συνδέεται μέσω ενός αντιστάτη παράλληλου προς το υπό μελέτη όργανο.

Όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που διέρχεται από το σταθερό πηνίο, τόσο ισχυρότερο είναι το μαγνητικό του πεδίο που εκτρέπει την κινούμενη πηνίο που συνδέεται με το βέλος. Η κλίμακα βαθμονομείται σε βατ. Όπως έχετε καταλάβει, εδώ λαμβάνεται αυτόματα υπόψη ο συντελεστής ρεύματος, τάσης και ισχύος του κυκλώματος.

Συσκευή μέτρησης ισχύος:

Σχέδιο σύνδεσης βραχυμέτρου:

Σχέδιο σύνδεσης βραχυμέτρου από το κάλυμμα της συσκευής D5065:

Ψηφιακά βαρμετρικά

Ένας ψηφιακός μετρητής ισχύος λειτουργεί εντελώς διαφορετικά. Το ρεύμα μετριέται έμμεσα σύμφωνα με το νόμο του Ohm με την εκτίμηση της πτώσης τάσης σε μια βαθμονομημένη διακλάδωση και η τάση μετράται χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό βολτόμετρο. Αισθητήρας ρεύματος μπορεί να μην είναι απαραιτήτως μια διακλάδωση, αλλά και ένας μετασχηματιστής ρεύματος.

Οι στιγμιαίες παράμετροι ρεύματος και τάσης που μετρώνται από το κύκλωμα επεξεργάζονται από ένα μικροεπεξεργαστή, ο οποίος υπολογίζει την κατανάλωση ισχύος με βάση τα δεδομένα αυτά καθώς και τη συνολική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται από τον καταναλωτή κατά τη διάρκεια της μέτρησης. Το αποτέλεσμα εμφανίζεται στην ψηφιακή οθόνη της συσκευής.

Αναλογικές συσκευές μπορούν συχνά να βρεθούν με τη μορφή πάνελ, αρθρωτά προϊόντα και ψηφιακά - με τη μορφή επαγγελματικού εξοπλισμού και φορητών συσκευών.

Ο μετρητής ισχύος του νοικοκυριού

Ένα πολύ κοινό παράδειγμα ενός απλού ψηφιακού wattmeter είναι οικιακό wattmeter με τη μορφή προσαρμογέα δικτύου - προσαρμογέα.Έχει σχεδιαστεί για την παρακολούθηση της κατανάλωσης ενέργειας, καθώς και για την ταχεία αξιολόγηση του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι. Ο μετρητής ισχύος εισάγεται στην πρίζα από την οποία τροφοδοτείται συνήθως η συσκευή, η κατανάλωση της οποίας πρέπει να εξακριβωθεί. Στη συνέχεια, το βύσμα της ίδιας της συσκευής εισάγεται στην υποδοχή του μετρητή βαρύτητας.

Πατώντας το αντίστοιχο κουμπί, ο μετρητής ρεύματος αρχίζει να μετράει την ώρα και καταγράφει την ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος που καταναλώνεται από εκείνη την στιγμή, δηλαδή την ενέργεια που δόθηκε μέσω της εξόδου του. Το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας λαμβάνεται αμέσως υπόψη εάν η τιμή των κιλοβατώρες είναι προκαθορισμένη. Ενώ η συσκευή λειτουργεί και ο μετρητής ισχύος τροφοδοτεί ενέργεια, το κόστος στην οθόνη ενημερώνεται περιοδικά. Αυτός ο τύπος μετρητή ισχύος είναι ικανός να μετράει ισχύ έως 3600 watt.

Είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε τη συσκευή σε μια πρίζα και να την τοποθετήσετε - η οθόνη ξεκινά αμέσως την αντίστροφη μέτρηση και σε πραγματικό χρόνο εμφανίζεται η κατανάλωση ενέργειας. Χρησιμοποιώντας τα κουμπιά, μπορείτε να αλλάξετε την παράμετρο που εμφανίζεται από το ρεύμα στο ρεύμα, στην τάση, για να δείτε την μέγιστη ισχύ, την ελάχιστη ισχύ κλπ.

Επιπλέον, στην οθόνη εμφανίζεται η συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος στην πρίζα. Ορίζοντας το κόστος μιας κιλοβατώρας ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιώντας οικιακό wattmeter, μπορείτε να υπολογίσετε το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται από ψυγείο, υπολογιστή, ανεμιστήρα, κλιματισμό, θερμάστρα, θερμοσίφωνα κλπ.

Επαγγελματικοί μετρητές ισχύος

Οι επαγγελματικοί μετρητές ισχύος διαθέτουν προηγμένη λειτουργικότητα και αυξημένη κλάση ακριβείας. Αυτές οι συσκευές επιτρέπουν τη δοκιμή απλούστερων οργάνων μέτρησης και οι ίδιοι είναι σε θέση να μετρήσουν την ισχύ σε ένα πολύ ευρύτερο φάσμα ρευμάτων, τάσεων και συχνοτήτων από ό, τι τα νοικοκυριά.

Ένα επαγγελματικό wattmeter κοστίζει περισσότερο από οποιαδήποτε σταθερή συσκευή αυτής της κατηγορίας, απλά λόγω των αυξημένων απαιτήσεων για την ακρίβεια και την ποιότητα των μετρήσεων. Συχνά, οι επαγγελματικοί μετρητές ισχύος δεν είναι κρίσιμοι για το σχήμα του ρεύματος, μπορούν να μετρήσουν εναλλασσόμενα και σταθερά, ημιτονοειδή, ορθογώνια, παλμικά και πριονωτά ρεύματα, ενώ υπολογίζουν την κατανάλωση ισχύος με ένδειξη του συντελεστή ισχύος και της φύσης του φορτίου (ενεργός, επαγωγικός, χωρητικός, μικτός). Διαθέσιμο τόσο για μονοφασικά όσο και για τριφασικά κυκλώματα.

Αναλογικό παλμομετρητή ως μέρος ενός επαγγελματικού κιτ μέτρησης K540:

Πίνακες βαρυμετρίας

Για την πραγματοποίηση μετρήσεων και την ένδειξη ενεργητικής και αέργου ισχύος σε τριφασικά ή μονοφασικά δίκτυα εναλλασσόμενου ρεύματος, είναι χρήσιμα τα ενσωματωμένα wattmeters. Η ένδειξη εμφανίζει την τρέχουσα τιμή ισχύος με τη μορφή αριθμών στην οθόνη της, η οποία συνήθως μπορεί να έχει έως και τέσσερα ψηφία για να εξασφαλίσει επαρκώς υψηλή ακρίβεια. Η συσκευή έχει τη μορφή ενός είδους κεφαλής μέτρησης τοποθετημένου σε ένα περίβλημα.

Η συνήθης χρήση μετρητών ισχύος αυτού του τύπου είναι οι πίνακες ενδείξεων διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών που λειτουργούν σε δίκτυα με συχνότητα 50 Hz, δηλαδή εκείνα όπου ο μετρητής ισχύος είναι εγκατεστημένος σε στάση και δεν αφαιρείται πλέον. Είναι δυνατή η αντιστοίχιση του βαρτομέτρου με ηλεκτρονικά κυκλώματα που ρυθμίζουν τη λειτουργία του κυκλώματος στο οποίο είναι εγκατεστημένο, ανάλογα με τη δυναμική της ενεργού κατανάλωσης ή της κατανάλωσης αέργου ισχύος.