มิเตอร์วัตต์ปัจจัยกำลังต่ำ: คืออะไร? (และทำไมถึงใช้)
เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าต่ำคืออะไร?
เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าต่ำ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดค่ากำลังไฟฟ้าต่ำอย่างแม่นยำ ในการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าต่ำ เราจำเป็นต้องเข้าใจว่าทำไมเราจึงต้องใช้เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าต่ำ (แทนที่จะใช้เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบมาตรฐาน เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบดินามิก)
คำตอบก็คือ เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบมาตรฐานให้ผลไม่แม่นยำ
ตอนนี้มีสองสถานการณ์หลักที่เราควรไม่ใช้เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบธรรมดาในการวัดค่ากำลังไฟฟ้าต่ำ:
ค่าแรงบิดเบี่ยงเบนต่ำมาก แม้ว่าเราจะกระตุ้นวงจรกระแสและวงจรแรงดันอย่างเต็มที่
ข้อผิดพลาดเนื่องจากความเหนี่ยวนำของวงจรแรงดัน
เหตุผลทั้งสองข้อนี้ทำให้ได้ผลไม่แม่นยำ ดังนั้นเราไม่ควรใช้เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบธรรมดาหรือแบบทั่วไปในการวัดค่ากำลังไฟฟ้าต่ำ
อย่างไรก็ตาม ด้วยการปรับแต่งหรือเพิ่มคุณสมบัติใหม่ๆ เราสามารถใช้เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบดินามิกที่ปรับแต่งแล้วหรือเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าต่ำในการวัดค่ากำลังไฟฟ้าต่ำอย่างแม่นยำ
ในทางทฤษฎี เราจะเพิ่มค่ากำลังไฟฟ้าโดยการแก้ไขค่ากำลังไฟฟ้า แต่บางครั้งอาจไม่สามารถทำให้ค่ากำลังไฟฟ้าสูงพอ (เนื่องจากเหตุผลทางเทคนิคหรือข้อจำกัดเรื่องงบประมาณ)
ที่นี่เราจะกล่าวถึง การปรับแต่งที่จำเป็น ซึ่งจะอธิบายรายละเอียดดังต่อไปนี้:
(1) ความต้านทานไฟฟ้าของวงจรแรงดันของเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบธรรมดาลดลงเป็นค่าต่ำ ทำให้กระแสในวงจรแรงดันเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่ หมวดหมู่นี้มีสองกรณี ซึ่งแสดงไว้ด้านล่าง:
ในหมวดหมู่แรก ปลายทั้งสองของวงจรแรงดันเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ (คือวงจรกระแสอยู่ในอนุกรมกับโหลด) แรงดันจ่ายเท่ากับแรงดันที่วงจรแรงดัน ดังนั้นในกรณีนี้พลังงานที่แสดงโดยเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าเครื่องแรกเท่ากับพลังงานที่สูญเสียในโหลดบวกกับพลังงานที่สูญเสียในวงจรกระแส
ในหมวดหมู่ที่สอง วงจรกระแสไม่อยู่ในอนุกรมกับโหลด และแรงดันที่วงจรแรงดันไม่เท่ากับแรงดันที่ใช้
แรงดันที่วงจรแรงดันเท่ากับแรงดันที่โหลด พลังงานที่แสดงโดยเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าเครื่องที่สองเท่ากับพลังงานที่สูญเสียในโหลดบวกกับพลังงานที่สูญเสียในวงจรแรงดัน
จากข้อสรุปข้างต้น ทั้งสองกรณีมีข้อผิดพลาดบางอย่าง ดังนั้นจำเป็นต้องปรับแต่งวงจรดังกล่าวเพื่อลดข้อผิดพลาดให้น้อยที่สุด
วงจรที่ปรับแต่งแล้วแสดงด้านล่าง:
เราใช้วงจรพิเศษที่เรียกว่าวงจรชดเชย มันนำกระแสที่เท่ากับผลรวมของกระแสสองกระแส คือ กระแสโหลดบวกกับกระแสวงจรแรงดัน
วงจรแรงดันวางไว้เพื่อให้สนามแม่เหล็กที่สร้างโดยวงจรชดเชยตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยวงจรแรงดัน ดังแสดงในแผนภาพวงจรด้านบน
ดังนั้นสนามแม่เหล็กสุทธิเป็นผลมาจากกระแส I เท่านั้น ดังนั้นข้อผิดพลาดที่เกิดจากวงจรแรงดันสามารถถูกกลางล
(2) เราต้องการวงจรชดเชยในวงจรเพื่อสร้างเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าต่ำ ซึ่งเป็นการปรับแต่งที่สองที่เราได้กล่าวถึงอย่างละเอียดข้างต้น
(3) ตอนนี้ประเด็นที่สามคือการชดเชยความเหนี่ยวนำของวงจรแรงดัน ซึ่งสามารถทำได้โดยการปรับแต่งวงจรดังกล่าว
ตอนนี้ขออนุญาตคำนวณค่าตัวประกอบการแก้ไขสำหรับความเหนี่ยวนำของวงจรแรงดัน และจากตัวประกอบการแก้ไขนี้ เราจะคำนวณค่าข้อผิดพลาดที่เกิดจากความเหนี่ยวนำของวงจรแรงดัน
หากเราพิจารณาความเหนี่ยวนำของวงจรแรงดัน เราไม่มีแรงดันที่วงจรแรงดันอยู่ในเฟสเดียวกับแรงดันที่ใช้
ดังนั้นมันล่าช้าด้วยมุม
เมื่อ R คือความต้านทานไฟฟ้าอนุกรมกับวงจรแรงดัน, rp คือความต้านทานวงจรแรงดัน ที่นี่เราสรุปว่ากระแสในวงจรกระแสก็ล่าช้าด้วยมุมหนึ่งกับกระแสในวงจรแรงดัน และมุมนี้กำหนดโดย C = A – b ขณะนี้การอ่านค่าโวลต์มิเตอร์ กำหนดโดย
เมื่อ Rp คือ (rp+R) และ x คือมุม ถ้าเราละเลยผลกระทบจากความเหนี่ยวนำของวงจรแรงดัน คือ b = 0 เราจะได้สูตรสำหรับพลังงานจริงว่า
เมื่อหารระหว่างสมการ (2) และ (1) เราจะได้สูตรสำหรับตัวประกอบการแก้ไขดังนี้:
และจากตัวประกอบการแก้ไขนี้ ข้อผิดพลาดสามารถคำนวณได้ว่า
เมื่อแทนค่าตัวประกอบการแก้ไขและทำการประมาณค่าที่เหมาะสม เราจะได้สูตรสำหรับข้อผิดพลาดว่า VIsin(A)*tan(b).
ตอนนี้เราทราบว่าข้อผิดพลาดที่เกิดจากความเหนี่ยวนำของวงจรแรงดันกำหนดโดยสูตร e = VIsin(A) tan(b) ถ้าค่ากำลังไฟฟ้าต่ำ (คือในกรณีของเรา ค่า φ สูง ดังนั้นเราจึงมีข้อผิดพลาดสูง)
ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์นี้ เราได้เชื่อมต่อความต้านทานอนุกรมที่ปรับเปลี่ยนได้กับคาปาซิเตอร์ ดังแสดงในรูปด้านบน
วงจรที่ปรับแต่งสุดท้ายที่ได้รับเรียกว่าเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าต่ำ.
เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าต่ำรุ่นใหม่ถูกออกแบบมาเพื่อให้ความแม่นยำสูงในการวัดค่ากำลังไฟฟ้าต่ำกว่า 0.1
คำชี้แจง: ให้ความเคารพต่องานเขียนดั้งเดิม บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ
