Elektrodynamometer Type Effektometer

Definition af Elektrodynamometer Wattmeter

Et elektrodynamometer wattmeter måler elektrisk effekt ved at bruge interaktionen mellem magnetiske felter og elektriske strømme.

Arbejdsgang

Lad os nu se på konstruktionsdetaljerne for et elektrodynamometer. Det består af følgende dele.Der findes to typer spoler i elektrodynamometeret. De er:

Bevægelig Spole

Den bevægelige spole flytter pejlen med hjælp fra en fjederkontrolleret instrument. For at undgå overophedning, flyder en begrænset strøm gennem den bevægelige spole ved at tilslutte en højværdi resistor i serie. Den luftkernede, bevægelige spole er monteret på en roterende axel og kan bevæge sig frit. I et elektrodynamometer wattmeter fungerer den bevægelige spole som trykspolen og er forbundet over spændingen, så strømmen gennem den er proportional med spændingen.

Fast Spole

Den faste spole er opdelt i to lige store dele, og disse er forbundet i serie med belastningen, så belastningsstrømmen vil flyde gennem disse spoler. Årsagen til at bruge to faste spoler i stedet for én er meget åbenlyst, så det kan konstrueres til at bære en betydelig mængde elektrisk strøm. 

Disse spoler kaldes de strømsspoler i elektrodynamometer wattmeter. Tidligere blev disse faste spoler designet til at bære strøm på omkring 100 ampere, men nu er moderne wattmeter designet til at bære strøm på omkring 20 ampere for at spare energi.

Kontrolsystem

Af de to kontrolsystemer, nemlig:

Tyngdekraftskontrol

Fjederkontrol, anvendes kun fjederkontrollerede systemer i denne type wattmeter. Tyngdekraftskontrollerede systemer kan ikke anvendes, da der vil være betydelige fejl.

Dempningssystem

Luftfriktionsdempning anvendes, da eddystrømdempning kan forvrænge det svage operativt magnetfelt, hvilket fører til fejl.

Der findes en uniform skala, der anvendes i disse typer instrumenter, da den bevægelige spole bevæger sig lineært over et område på 40-50 grader på hver side.

Lad os nu udlede udtryk for kontrollertorque og afviklingstorque. For at udlede disse udtryk, lad os betragte kredsløbsdiagrammet nedenfor:

Vi ved, at øjeblikkelig torque i elektrodynamiske instrumenter er direkte proportional med produktet af øjeblikkelige værdier af strømme, der flyder gennem begge spoler, og hastigheden for ændring af flux, der er forbundet med kredsløbet.

Lad I1 og I2 være øjeblikkelige værdier af strømme i tryk- og strømspolen henholdsvis. Så kan udtrykket for torquen skrives som:

Hvor x er vinklen.

Lad den anvendte spændingsværdi over trykspolen være

Da den elektriske modstand i trykspolen er meget høj, kan vi udelade dens reaktans i forhold til dens modstand. Dermed er impedancen lig med dens elektriske modstand, hvilket gør den rent resistiv.

Udtrykket for øjeblikkelig strøm kan skrives som I2 = v / Rp, hvor Rp er modstanden i trykspolen.

Hvis der er en faseforskydning mellem spænding og elektrisk strøm, kan udtrykket for øjeblikkelig strøm gennem strømspolen skrives som

Da strømmen gennem trykspolen er meget, meget lille i forhold til strømmen gennem strømspolen, kan strømmen gennem strømspolen betragtes som lig med den totale belastningsstrøm.Derfor kan øjeblikkelige værdien af torque skrives som

Gennemsnitlig værdi af afviklingstorque kan opnås ved at integrere øjeblikkelig torque fra grænsen 0 til T, hvor T er perioden for cyklussen.

Kontrollertorque er givet ved Tc = Kx, hvor K er fjederkonstanten og x er den endelige stabiliserede værdi af deflection.

Fordele

• Skalaen er uniform indtil en vis grænse.

• De kan bruges både til at måle AC- og DC-størrelser, da skalaen er kalibreret for begge.

Fejl

• Fejl i trykspolens induktans.

• Fejl kan skyldes trykspolens kapacitans.

• Fejl kan skyldes gensidig induktanseffekter.

• Fejl kan skyldes forbindelser (dvs. trykspolen er forbundet efter strømspolen).

• Fejl skyldes eddystrøm.

• Fejl forårsaget af vibration i det bevægelige system.

• Temperaturfejl.

• Fejl skyldes uvedkommende magnetfelt.