Wattmètre à électrodynamomètre
Avant d'étudier la construction interne du wattmètre à électrodynamomètre, il est essentiel de connaître le principe de fonctionnement de ce type de wattmètre. Le wattmètre à électrodynamomètre fonctionne sur un principe très simple qui peut être énoncé ainsi : lorsque tout conducteur porteur de courant est placé dans un champ magnétique, il subit une force mécanique et en raison de cette force mécanique, le conducteur se déplace.
Construction et principe de fonctionnement du wattmètre à électrodynamomètre
Examinons maintenant les détails de construction de l'électrodynamomètre. Il se compose des parties suivantes.
Il existe deux types de bobines dans l'électrodynamomètre. Ce sont :
Bobine mobile
La bobine mobile déplace l'aiguille avec l'aide d'un instrument à contrôle par ressort. Un courant limité circule dans la bobine mobile afin d'éviter le chauffage. Ainsi, pour limiter le courant, nous avons connecté une résistance de grande valeur en série avec la bobine mobile. La bobine mobile est à noyau d'air et est montée sur un axe pivotant et peut se déplacer librement. Dans un wattmètre à électrodynamomètre, la bobine mobile agit comme bobine de pression. Par conséquent, la bobine mobile est connectée à travers la tension et ainsi le courant qui circule dans cette bobine est toujours proportionnel à la tension.
Bobine fixe
La bobine fixe est divisée en deux parties égales et ces parties sont connectées en série avec la charge, de sorte que le courant de charge circulera à travers ces bobines. La raison d'utiliser deux bobines fixes au lieu d'une est évidente, afin qu'elle puisse être conçue pour transporter une quantité considérable de courant électrique. Ces bobines sont appelées les bobines de courant du wattmètre à électrodynamomètre. Autrefois, ces bobines fixes étaient conçues pour transporter un courant d'environ 100 ampères, mais les wattmètres modernes sont conçus pour transporter un courant d'environ 20 ampères afin d'économiser de l'énergie.
Système de contrôle
Sur les deux systèmes de contrôle, c'est-à-dire :
Contrôle par gravité
Contrôle par ressort, seuls les systèmes à contrôle par ressort sont utilisés dans ce type de wattmètre. Le système de contrôle par gravité ne peut pas être utilisé car il y aurait des erreurs appréciables.
Système d'amortissement
L'amortissement par frottement d'air est utilisé, car l'amortissement par courants de Foucault déformerait le faible champ magnétique opérationnel et pourrait conduire à des erreurs.
Échelle
Il existe une échelle uniforme qui est utilisée dans ce type d'instrument, car la bobine mobile se déplace linéairement sur une plage de 40 à 50 degrés de chaque côté.
Développons maintenant les expressions pour les couples de contrôle et de déviation. Pour dériver ces expressions, considérons le schéma circuit donné ci-dessous:
Nous savons que le couple instantané dans les instruments électrodynamiques est directement proportionnel au produit des valeurs instantanées des courants circulant dans les deux bobines et au taux de variation du flux lié au circuit.
Soient I1 et I2 les valeurs instantanées des courants dans les bobines de pression et de courant respectivement. L'expression pour le couple peut donc s'écrire comme suit:
Où, x est l'angle.
Soit la valeur de la tension appliquée à travers la bobine de pression
En supposant que la résistance électrique de la bobine de pression soit très élevée, nous pouvons négliger la réactance par rapport à sa résistance. Dans ce cas, l'impédance est égale à sa résistance électrique, elle est donc purement résistive.
L'expression pour le courant instantané peut s'écrire comme I2 = v / Rp où Rp est la résistance de la bobine de pression.
S'il y a une différence de phase entre la tension et le courant électrique, alors l'expression pour le courant instantané à travers la bobine de courant peut s'écrire comme
Comme le courant à travers la bobine de pression est très faible par rapport au courant à travers la bobine de courant, le courant à travers la bobine de courant peut être considéré comme égal au courant total de charge.
Ainsi, la valeur instantanée du couple peut s'écrire comme
La valeur moyenne du couple de déviation peut être obtenue en intégrant le couple instantané de la limite 0 à T, où T est la période du cycle.
Le couple de contrôle est donné par Tc = Kx où K est la constante de ressort et x est la valeur finale de déflection à l'état stable.
Avantages du wattmètre à électrodynamomètre
Voici les avantages du wattmètre à électrodynamomètre et ils sont écrits comme suit :
L'échelle est uniforme jusqu'à une certaine limite.
Ils peuvent être utilisés pour mesurer à la fois les quantités alternatives et continues, car l'échelle est calibrée pour les deux.
Erreurs dans le wattmètre à électrodynamomètre
Voici les erreurs dans les wattmètres à électrodynamomètre :
Erreurs dans l'inductance de la bobine de pression.
Les erreurs peuvent être dues à la capacité de la bobine de pression.
Les erreurs peuvent être dues aux effets de mutualisation inductive.
Les erreurs peuvent être dues aux connexions (c'est-à-dire, la bobine de pression est connectée après la bobine de courant).
Erreur due aux courants de Foucault.
Erreurs causées par la vibration du système mobile.
Erreur de température.
Erreurs dues au champ magnétique parasite.
Déclaration : Respecter l'original, de bons articles valent la peine d'être partagés, si une infraction est constatée, veuillez contacter pour supprimer.
