Ваттметр з низьким коефіцієнтом ефективності: що це таке? (І чому його використовують)
Що таке ватметр з низьким коефіцієнтом ефективності?
Ватметр з низьким коефіцієнтом ефективності - це прилад, який використовується для точного вимірювання низьких значень коефіцієнта ефективності. Перед тим, як більше досліджувати ватметр з низьким коефіцієнтом ефективності, нам потрібно зрозуміти, чому ми взагалі потребуємо такого ватметра (в порівнянні зі стандартним електродинамометричним ватметром)
Відповідь проста: стандартний ватметр дає неточні результати.
Тепер є дві основні ситуації, де ми не повинні використовувати звичайний ватметр для вимірювання низького коефіцієнту ефективності:
Значення моменту відхилення дуже низьке, навіть якщо повністю збуджуються спираль струму і спираль напруги.
Помилки через індуктивність спираля напруги.
Ці дві причини дають дуже неточні результати, тому ми не повинні використовувати звичайні або стандартні ватметри для вимірювання низьких значень коефіцієнта ефективності.
Проте, зробивши деякі модифікації або додавши нові функції, ми можемо використовувати модифікований електродинамометричний ватметр або ватметр з низьким коефіцієнтом ефективності для точного вимірювання низького коефіцієнту ефективності.
Ідеальною було б підвищення коефіцієнту ефективності за допомогою корекції коефіцієнту ефективності. Але іноді це неможливо з технічних причин або через обмеження бюджету.
Тут ми будемо обговорювати, де потрібно внести модифікації. Це розглядається по черзі нижче:
(1) Електричне опору звичайного ватметра знизжується до низького значення, щоб струм у контурі спираля напруги збільшився, що призводить до. У цій категорії виникають два випадки, які показані нижче:
У першій категорії обидва кінці спираля напруги з'єднуються з боку живлення (тобто спираль струму є в серії з навантаженням). Напруга живлення дорівнює напрузі на спираля напруги. Тому в цьому випадку потужність, показана першим ватметром, дорівнює втратам потужності в навантаженні плюс втрати потужності в спираля струму.
У другій категорії спираль струму не є в серії з навантаженням, і напруга на спираля напруги не дорівнює прикладеній напрузі.
Напруга на спираля напруги дорівнює напрузі на навантаженні. Потужність, показана другим ватметром, дорівнює втратам потужності в навантаженні плюс втрати потужності в спираля напруги.
З вищезазначеного обговорення, ми висновуємо, що в обох випадках є деякі помилки, тому є потреба внести деякі модифікації в ці контури, щоб мати мінімальні помилки.
Модифікований контур показаний нижче:
Ми використали тут спеціальну спираль, відому як компенсаційна спираль, яка пропускає струм, що дорівнює сумі двох струмів, тобто струму навантаження плюс струм спираля напруги.
Спираль напруги розташована так, що поле, створене компенсаційною спіраллю, протиходить полю, створеному спираля напруги, як показано на схемі контуру вище.
Таким чином, загальне поле є лише завдяки струму I. Отже, таким чином, помилки, спричинені спираля напруги, можна нейтралізувати.
(2) Нам потрібна компенсаційна спираль в контурі, щоб зробити ватметр з низьким коефіцієнтом ефективності. Це друга модифікація, яку ми детально обговорили вище.
(3) Тепер третій пункт стосується компенсації індуктивності спираля напруги, яка може бути досягнута шляхом модифікації вищевказаного контуру.
Тепер давайте отримаємо вираз для коефіцієнта корекції для індуктивності спираля напруги. І з цього коефіцієнта корекції ми отримаємо вираз для помилки, спричиненої індуктивністю спираля напруги.
Якщо врахувати індуктивність спираля напруги, то напруга на спираля напруги не є в фазі з прикладеною напругою.
Отже, в цьому випадку вона запізнюється на кут
Де R - електричний опір в серії зі спираля напруги, rp - опір спираля напруги, тут ми також висновуємо, що струм у спираля струму також запізнюється на деякий кут зі струмом у спираля напруги. І цей кут задається C = A – b. В цей час показання вольтметра задається
Де, Rp - (rp+R) і x - кут. Якщо проігнорувати вплив індуктивності спираля напруги, тобто поклавши b = 0, ми маємо вираз для справжньої потужності як
Приймаючи співвідношення рівнянь (2) і (1), ми маємо вираз для коефіцієнта корекції, як написано нижче:
І з цього коефіцієнта корекції помилку можна обчислити як
Підставляючи значення коефіцієнта корекції і виконуючи відповідну апроксимацію, ми маємо вираз для помилки як VIsin(A)*tan(b).
Тепер ми знаємо, що помилка, спричинена індуктивністю спираля напруги, задається виразом e = VIsin(A) tan(b), якщо коефіцієнт ефективності низький (тобто в нашому випадку значення φ велике, тому ми маємо велику помилку).
Тому, щоб уникнути цієї ситуації, ми підключили змінний послідовний опір з конденсатором, як показано на схемі вище.
Цей остаточно модифікований контур, який отриманий, називається ватметр з низьким коефіцієнтом ефективності.
Сучасний ватметр з низьким коефіцієнтом ефективності спроектований так, щоб забезпечувати високу точність при вимірюванні коефіцієнтів ефективності, навіть нижчих за 0.1.
Заява: Поважайте оригінал, добри статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, зв'яжіться для видалення.
