Ваттметр з низьким коефіцієнтом потужності
Визначення ваттметра з низьким коефіцієнтом ефективності
Ваттметр з низьким коефіцієнтом ефективності — це прилад, який використовується для точного вимірювання низьких значень коефіцієнта ефективності.
Чому стандартні ваттметри не працюють
Значення моменту відхилення дуже низьке, навіть якщо ми повністю застосуємо струм та напругу до катушок.
Помилки через індуктивність катушки напруги.
Ці дві причини дають дуже неточні результати, тому ми не повинні використовувати звичайні або звичайні ваттметри для вимірювання низьких значень коефіцієнта ефективності.
Дизайн ваттметра з низьким коефіцієнтом ефективності
Модифікована схема показана нижче:
Тут ми використовуємо спеціальну катушку, яка називається компенсуючою. Вона проводить струм, який дорівнює сумі двох струмів, тобто струму завантаження плюс струм катушки напруги.
Катушка напруги розташована так, що поле, створене компенсуючою катушкою, протидіє полю, створеному катушкою напруги, як показано на схемі вище.
Отже, загальне поле визначається лише струмом I. Таким чином, помилки, спричинені катушкою напруги, можуть бути нейтралізовані.
Нам потрібна компенсуюча катушка в схемі, щоб створити ваттметр з низьким коефіцієнтом ефективності. Це друга модифікація, яку ми детально обговорили вище.
Тепер третій пункт стосується компенсації індуктивності катушки напруги, яка може бути досягнута шляхом модифікації вищезазначеного контуру.
Тепер давайте отримаємо вираз для коригувального фактора для індуктивності катушки напруги. І з цього коригувального фактора ми отримаємо вираз для помилки, спричиненої індуктивністю катушки напруги.
При врахуванні індуктивності катушки напруги, напруга на ній не знаходиться в фазі з прикладеною напругою.
Тому в цьому випадку вона запізнюється на кут
де R — електричний опір, підключений послідовно з катушкою напруги, rp — опір катушки напруги. Тут ми також висновуємо, що струм у катушці струму також запізнюється на деякий кут по відношенню до струму в катушці напруги. Цей кут задається C = A – b. В цей час показання вольтметра визначається як
де Rp = (rp+R) і x — кут. Якщо ми проігноруємо вплив індуктивності катушки напруги, тобто покладемо b = 0, ми матимемо вираз для справжньої потужності як
При взятті відношення рівнянь (2) і (1) ми отримуємо вираз для коригувального фактора, який записаний нижче:
І з цього коригувального фактора можна обчислити помилку як,
Підставивши значення коригувального фактора і прийнявши відповідні наближення, ми отримуємо вираз для помилки як VIsin(A)*tan(b).
Тепер ми знаємо, що помилка, спричинена індуктивністю катушки напруги, визначається виразом e = VIsin(A) tan(b). Якщо коефіцієнт ефективності низький (тобто в нашому випадку значення φ велике, тому ми маємо велику помилку).
Щоб уникнути цієї ситуації, ми підключили змінний послідовний опір з конденсатором, як показано на верхньому рисунку. Ця остаточно модифікована схема відома як ваттметр з низьким коефіцієнтом ефективності. Сучасний ваттметр з низьким коефіцієнтом ефективності розроблений так, щоб забезпечувати високу точність при вимірюванні коефіцієнтів ефективності, навіть нижчих за 0,1.
