วัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนามอมิเตอร์
ก่อนที่เราจะศึกษาโครงสร้างภายในของ วัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์ เราจำเป็นต้องทราบหลักการทำงานของวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์ วัตต์มิเตอร์แบบดินามอมิเตอร์ทำงานตามหลักการที่ง่ายมาก และหลักการนี้สามารถกล่าวได้ว่า เมื่อมีกระแสไหลผ่านตัวนำใดๆ ที่อยู่ภายในสนามแม่เหล็ก มันจะประสบกับแรงกล และเนื่องจากแรงกลนี้ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของตัวนำ
โครงสร้างและหลักการทำงานของวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์
ตอนนี้เรามาดูรายละเอียดของการสร้างอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์ ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้
มีสองประเภทของขดลวดในอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์ คือ:
ขดลวดเคลื่อนที่
ขดลวดเคลื่อนที่เคลื่อนชี้วัดโดยใช้เครื่องควบคุมด้วยสปริง มีกระแสจำกัดที่ไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่เพื่อป้องกันความร้อน ดังนั้นเพื่อจำกัดกระแสเราเชื่อมต่อตัวต้านทานค่าสูงเข้ากับขดลวดเคลื่อนที่ ขดลวดเคลื่อนที่ไม่มีแกนและติดตั้งบนแกนหมุนที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ในวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์ ขดลวดเคลื่อนที่ทำงานเป็นขดลวดแรงดัน ดังนั้นขดลวดเคลื่อนที่ถูกเชื่อมต่อกับแรงดัน และกระแสที่ไหลผ่านขดลวดนี้จะสมดุลกับแรงดันเสมอ
ขดลวดคงที่
ขดลวดคงที่ถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่าๆ กันและเชื่อมต่อด้วยซีรีส์กับโหลด ดังนั้นกระแสโหลดจะไหลผ่านขดลวดเหล่านี้ สาเหตุที่ใช้ขดลวดคงที่สองอันแทนที่จะเป็นหนึ่งอัน เพื่อให้สามารถสร้างขึ้นมาเพื่อรองรับกระแสไฟฟ้าจำนวนมาก ขดลวดเหล่านี้เรียกว่าขดลวดกระแสของวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์ แต่เดิมขดลวดคงที่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับกระแสประมาณ 100 แอมแปร์ แต่ในปัจจุบันวัตต์มิเตอร์รุ่นใหม่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับกระแสประมาณ 20 แอมแปร์ เพื่อประหยัดพลังงาน
ระบบควบคุม
จากสองระบบควบคุม คือ:
ระบบควบคุมด้วยแรงโน้มถ่วง
ระบบควบคุมด้วยสปริง ใช้เฉพาะระบบควบคุมด้วยสปริงในวัตต์มิเตอร์ประเภทนี้ ระบบควบคุมด้วยแรงโน้มถ่วงไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากจะมีความคลาดเคลื่อนที่สำคัญ
ระบบลดแรงกระแทก
ใช้การลดแรงกระแทกด้วยแรงเสียดทานอากาศ เนื่องจากการลดแรงกระแทกด้วยกระแสวนจะทำให้สนามแม่เหล็กทำงานอ่อนแอลงและอาจนำไปสู่ความคลาดเคลื่อน
สเกล
มีสเกลที่สม่ำเสมอที่ใช้ในเครื่องมือประเภทนี้ เนื่องจากขดลวดเคลื่อนที่เคลื่อนที่เชิงเส้นในช่วง 40 องศาถึง 50 องศาทั้งสองด้าน
ตอนนี้เราลองหาสมการสำหรับแรงบิดควบคุมและแรงบิดเบี่ยงเบน ในการหาสมการเหล่านี้ ให้พิจารณาแผนภาพวงจรด้านล่าง:
เราทราบว่าแรงบิดทันทีในเครื่องมือแบบอิเล็กโตรไดนามิกเป็นไปตามความสัมพันธ์ตรงกับผลคูณของค่าทันทีของกระแสที่ไหลผ่านทั้งสองขดลวดและการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ที่เชื่อมโยงกับวงจร
ให้ I1 และ I2 เป็นค่าทันทีของกระแสในขดลวดแรงดันและขดลวดกระแสตามลำดับ ดังนั้นสมการสำหรับแรงบิดสามารถเขียนได้ว่า:
เมื่อ x คือมุม
ตอนนี้ให้ค่าแรงดันที่ใช้กับขดลวดแรงดันเป็น
โดยที่ความต้านทานไฟฟ้าของขดลวดแรงดันสูงมาก ดังนั้นเราสามารถละเว้นความต้านทานปฏิกิริยาได้ โดยที่ความต้านทานรวมเท่ากับความต้านทานไฟฟ้า ดังนั้นมันเป็นความต้านทานบริสุทธิ์
สมการสำหรับกระแสทันทีสามารถเขียนได้ว่า I2 = v / Rp โดยที่ Rp คือความต้านทานของขดลวดแรงดัน
หากมีความแตกต่างเฟสระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้า สมการสำหรับกระแสทันทีผ่านขดลวดกระแสสามารถเขียนได้ว่า
เนื่องจากกระแสผ่านขดลวดแรงดันน้อยมากเมื่อเทียบกับกระแสผ่านขดลวดกระแส ดังนั้นกระแสผ่านขดลวดกระแสสามารถถือว่าเท่ากับกระแสโหลดทั้งหมด
ดังนั้นค่าทันทีของแรงบิดสามารถเขียนได้ว่า
ค่าเฉลี่ยของแรงบิดเบี่ยงเบนสามารถคำนวณได้โดยการอินทิเกรตแรงบิดทันทีจากขอบเขต 0 ถึง T โดยที่ T คือระยะเวลาของวงจร
แรงบิดควบคุมกำหนดโดย Tc = Kx โดยที่ K คือค่าคงที่ของสปริง และ x คือค่าคงที่สุดของการเบี่ยงเบน
ข้อดีของวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์
ต่อไปนี้คือข้อดีของวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์ และเขียนไว้ดังนี้:
สเกลสม่ำเสมอจนถึงขีดจำกัดหนึ่ง
สามารถใช้สำหรับวัดทั้ง AC และ DC เนื่องจากสเกลได้รับการปรับเทียบสำหรับทั้งสอง
ความคลาดเคลื่อนในวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์
ต่อไปนี้คือความคลาดเคลื่อนในวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนามอมิเตอร์:
ความคลาดเคลื่อนในความเหนี่ยวนำของขดลวดแรงดัน
ความคลาดเคลื่อนอาจเกิดจากความจุของขดลวดแรงดัน
ความคลาดเคลื่อนอาจเกิดจากความเหนี่ยวนำร่วม
ความคลาดเคลื่อนอาจเกิดจากการเชื่อมต่อ (เช่น ขดลวดแรงดันเชื่อมต่อหลังจากขดลวดกระแส)
ความคลาดเคลื่อนเนื่องจากกระแสวน
ความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของระบบเคลื่อนที่
ความคลาดเคลื่อนเนื่องจากอุณหภูมิ
ความคลาดเคลื่อนเนื่องจากสนามแม่เหล็กภายนอก
คำชี้แจง: ให้ความเคารพต่อต้นฉบับ บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ
