Elektrodinamometarski tip vatomjera

Definicija elektrodinamometarskog vatmetra

Elektrodinamometarski tip vatmetra meri električnu snagu korišćenjem interakcije između magnetskih polja i električnih struja.

Princip rada

Sada pogledajmo konstrukcijske detalje elektrodinamometra. Sastoji se od sledećih delova.U elektrodinamometru postoje dva tipa bobina. To su:

Pokretna bobina

Pokretna bobina pomeri kazaljku uz pomoć instrumenta sa kontrolomladinom. Da bi se spriječilo pregrejavanje, kroz pokretnu bobinu protiče ograničena struja vezivanjem otpornika visoke vrednosti u seriju. Pokretna bobina bez jezgra je montirana na okretljivom valjkuskoj osovi i može se slobodno kretati. U elektrodinamometarskom tipu vatmetra, pokretna bobina deluje kao pritisna bobina i spojena je preko napona, tako da je struja kroz nju proporcionalna naponu.

Fiksna bobina

Fiksna bobina je podeljena na dva jednaka dela i ovi su spojeni u seriju sa opterećenjem, tako da će struja opterećenja protići kroz ove bobine. Razlog za korišćenje dvije fiksne bobine umesto jedne je veoma očigledan, kako bi se mogao konstruisati da nosi značajan iznos električne struje. 

Ove bobine se nazivaju strujne bobine elektrodinamometarskog tipa vatmetra. Ranije su fiksne bobine bile dizajnirane da nose struju od oko 100 ampera, ali su moderni vatmetri dizajnirani da nose struju od oko 20 ampera kako bi se smanjila potrošnja energije.

Kontrolni sistem

Od dva kontrolna sistema, tj.

Gravitaciona kontrola

Madinom kontrolisanim sistemu, samo madinom kontrolisani sistemi se koriste u ovim tipovima vatmetara. Gravitacioni kontrolni sistem ne može biti upotrebljen jer bi doveli do značajnih grešaka.

Demping sistem

Koristi se demping vazdušnim trenjem jer bi demping indukovanim strujama mogao iskriviti slab operativni magnetsko polje, što dovodi do grešaka.

Postoji uniformna skala koja se koristi u ovim tipovima instrumenata, jer se pokretna bobina linearno kreće u opsegu od 40 do 50 stepeni na svaku stranu.

Sada izvedimo izraze za kontrolni moment i otklonitelji moment. Da bismo izveli ove izraze, posmatrajmo dijagram kruga dat ispod:

Znamo da je trenutni moment u elektrodinamičkim instrumentima direktno proporcionalan proizvodu trenutnih vrednosti struja koje teče kroz obe bobine i brzini promene fluksa vezanog za krug.

Neka I1 i I2 budu trenutne vrednosti struja u pritisnoj i strujnoj bobini redom. Tako se izraz za moment može napisati kao:

Gde je x ugao.

Sada neka primenjena vrednost napona preko pritisne bobine bude

Pošto je električni otpor pritisne bobine vrlo visok, možemo zanemariti njegov reaktanciju u odnosu na otpor. Stoga je impedansa jednaka njegovom električnom otporu, čime postaje čisto otporno.

Izraz za trenutnu struju može se napisati kao I2 = v / Rp gde je Rp otpor pritisne bobine.

Ako postoji fazna razlika između napona i električne struje, tada se izraz za trenutnu struju kroz strujnu bobinu može napisati kao

Pošto je struja kroz pritisnu bobinu vrlo mala u odnosu na struju kroz strujnu bobinu, struja kroz strujnu bobinu može se smatrati jednaka ukupnoj struji opterećenja.Stoga se trenutna vrednost momenta može napisati kao

Prosječna vrednost otkloniteljnog momenta može se dobiti integracijom trenutnog momenta od granica 0 do T, gde je T period ciklusa.

Kontrolni moment je dat sa Tc = Kx gde je K konstanta madine, a x konačna stabilna vrednost defleksije.

Prednosti

• Skala je uniformna do određene granice.

• Može se koristiti za merenje i AC i DC veličina, jer je skala kalibrirana za oba.

Greške

• Greške u induktivnosti pritisne bobine.

• Greške mogu biti zbog kapacitivnosti pritisne bobine.

• Greške mogu biti zbog efekata međuindukcije.

• Greške mogu biti zbog veza (npr. pritisna bobina je spojena nakon strujne bobine).

• Greške zbog indukovanih struja.

• Greške uzrok