Elektrodynamometrický vátmetr

Než se budeme zabývat vnitřní konstrukcí elektrodynamometrického wattmetru, je nezbytné znát princip jeho fungování. Elektrodynamometrický wattmetr pracuje na velmi jednoduchém principu, který lze vyjádřit tak, že když jakýkoli proud vedoucí vodič je umístěn do magnetického pole, zažívá mechanickou sílu a díky této mechanické síle dojde k odklonu vodiče.

Konstrukce a princip fungování elektrodynamometrického wattmetru

Nyní se podívejme na konstrukční detaily elektrodynamometru. Tvoří ho následující části.
Ve svém nitru má elektrodynamometr dva typy cívek. Jsou to:
Pohyblivá cívka
Pohyblivá cívka pohybuje ukazatel pomocí pružinového řízení přístroje. Proudem procházejícím pohyblivou cívkou je omezen, aby se předešlo zahřívání. Abychom omezili proud, jsme připojili odpor s vysokou hodnotou odporu v sérii s pohyblivou cívkou. Pohyblivá cívka má dutinu naplněnou vzduchem a je namontována na otáčivý hřídel a může se volně pohybovat. V elektrodynamometrickém wattmetru pohyblivá cívka funguje jako tlaková cívka. Proto je pohyblivá cívka připojena přes napětí a proud procházející touto cívkou je vždy úměrný napětí.

Stacionární cívka
Stacionární cívka je rozdělena na dvě stejně velké části a tyto jsou připojeny v sérii s nákladem, proto bude proud nákladu procházet těmito cívkami. Důvod použití dvou stacionárních civek místo jedné je zřejmý, aby bylo možné stavět cívky schopné nést významné množství elektrického proudu. Tyto cívky se nazývají proudové cívky elektrodynamometrického wattmetru. Dříve byly stacionární cívky navrženy tak, aby unášely proud asi 100 amperů, ale moderní wattmetry jsou nyní navrženy tak, aby unášely proud asi 20 amperů, aby se ušetřila energie.

Řídící systém
Za dva řídící systémy, tj.

1. Řízení gravitací

2. Řízení pružinou, pouze pružinová řídící systémy jsou používány v těchto typech wattmetrů. Systém řízení gravitací nemůže být použit, protože by došlo k významným chybám.

Tlumicí systém
Používá se tlumení třením vzduchu, protože odvodné proudy by mohly deformovat slabé pracovní magnetické pole a tedy mohly by vést k chybám.
Škála
Je použita rovnoměrná škála, která se používá v těchto typech přístrojů, protože pohyblivá cívka se pohybuje lineárně v rozsahu 40 až 50 stupňů na každé straně.
Nyní odvodíme výrazy pro řídící moment a odklonové momenty. Abychom tyto výrazy odvodili, vezměme v úvahu následující obvodový diagram:

Víme, že okamžitý moment v elektrodynamických přístrojích je přímo úměrný součinu okamžitých hodnot proudů procházejících oběma cívkami a změně toku spojeného s obvodem.
Nechť I1 a I2 jsou okamžité hodnoty proudů v tlakové a proudové cívkách. Výraz pro moment lze tedy zapsat jako:

Kde x je úhel.
Nyní nechť aplikovaná hodnota napětí přes tlakovou cívku je

Předpokládáme, že elektrický odpor tlakové cívky je velmi vysoký, proto můžeme reaktanci vzhledem k odporu zanedbat. Zde je impedancí rovna jejímu elektrickému odporu, a proto je čistě rezistivní.
Výraz pro okamžitou hodnotu proudu lze zapsat jako I2 = v / Rp, kde Rp je odpor tlakové cívky.

Pokud existuje fázový rozdíl mezi napětím a elektrickým proudem, pak výraz pro okamžitou hodnotu proudu v proudové cívkě lze zapsat jako

Jelikož proud procházející tlakovou cívkou je velmi malý v porovnání s proudem procházejícím proudovou cívkou, lze proud v proudové cívce považovat za rovný celkovému nákladovému proudu.
Tedy okamžitá hodnota momentu lze zapsat jako

Průměrná hodnota odklonového momentu lze získat integrováním okamžitého momentu od limitu 0 do T, kde T je doba cyklu.

Řídící moment je dán Tc = Kx, kde K je pružinová konstanta a x je konečná stacionární hodnota odklonu.

Výhody elektrodynamometrického wattmetru

Následující jsou výhody elektrodynamometrického wattmetru a jsou uvedeny níže:

1. Škála je rovnoměrná až do určité hranice.

2. Mohou být použity k měření jak AC, tak DC veličin, protože škála je kalibrována pro obě.

Chyby v elektrodynamometrickém wattmetru

Následující jsou chyby v elektrodynamometrických wattmetrech:

1. Chyby v induktanci tlakové cívky.

2. Chyby mohou být způsobeny kapacitancí tlakové cívky.

3. Chyby mohou být způsobeny mutuální indukcí.

4. Chyby mohou být způsobeny spojeními (tj. tlaková cívka je připojena po proudové cívce).

5. Chyba způsobená odvodnými proudy.

6. Chyby způsobené vibracemi pohyblivého systému.

7. Teplotní chyba.

8. Chyby způsobené cizími magnetickými poli.

Prohlášení: Respektujte původ, dobaře napsané články jsou hodné sdílení, jestliže dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte pro smazání.