Електродинамометричний ваттметр

Перед тим як вивчати внутрішнє побудовання ваттметра типу електродинамометр, необхідно знати принцип роботи такого приладу. Ваттметр типу динамометру працює на дуже простому принципі, який можна сформулювати так: коли будь-який провідник, що проводить струм, розташований у магнітному полі, він діє механічну силу, і через цю силу провідник відхиляється.

Побудова та принцип роботи ваттметра типу електродинамометр

Тепер розглянемо деталі побудови електродинамометра. Він складається з таких частин.
У електродинамометрі є два типи катушок. Це:
Рухлива катушка
Рухлива катушка переміщує стрілку за допомогою пружинного контролю. Через рухливу катушку проходить обмежений струм, щоб уникнути нагрівання. Тому, щоб обмежити струм, ми підключили до рухливої катушки великий опір. Рухлива катушка має сердечник з повітря, вона монтується на осі і може вільно переміщатися. У ваттметрі типу електродинамометр, рухлива катушка працює як напругова катушка. Тому рухлива катушка підключається до напруги, і таким чином струм, що проходить через цю катушку, завжди пропорційний напрузі.

Нерухома катушка
Нерухома катушка поділена на дві рівні частини, і ці частини підключені паралельно до навантаження, тому струм навантаження буде протікати через ці катушки. Причина використання двох нерухомих катушок замість однієї очевидна, щоб вони могли проводити значну кількість електричного струму. Ці катушки називаються струмовими катушками ваттметра типу електродинамометр. Раніше ці нерухомі катушки були спроектовані для проведення струму близько 100 ампер, але сучасні ваттметри спроектовані для проведення струму близько 20 ампер, щоб економити енергію.

Система керування
З двох систем керування, а саме:

1. Гравітаційне керування

2. Пружинне керування, лише пружинні системи керування використовуються у таких типах ваттметрів. Гравітаційні системи керування не можуть бути використані, оскільки вони призводять до значних помилок.

Система гальмування
Використовується гальмування повітряним тертям, оскільки збіги струму можуть деформувати слабке робоче магнітне поле, що може призвести до помилок.
Шкала
Використовується рівномірна шкала, яка застосовується у таких типах приладів, оскільки рухлива катушка переміщується лінійно на кут 40-50 градусів з обох сторін.
Тепер давайте отримаємо вирази для керуючого і відхиляючого моментів. Для отримання цих виразів розглянемо нижче наведену схему:

Ми знаємо, що момент в електродинамічних приладах прямо пропорційний добутку миттєвих значень струмів, що проходять через обидві катушки, і швидкості зміни магнітного потоку, пов'язаного з контуром.
Нехай I1 і I2 — миттєві значення струмів в напруговій і струмовій катушках відповідно. Тоді вираз для моменту можна записати так:

Де x — кут.
Нехай прикладене значення напруги до напругової катушки дорівнює

Припустимо, що електричний опір напругової катушки дуже високий, тому ми можемо знехтувати реактивним опором відносно його опору. У цьому випадку імпеданс дорівнює його електричному опору, тому він є чисто опорним.
Вираз для миттєвого струму можна записати як I2 = v / Rp, де Rp — опір напругової катушки.

Якщо між напругою і електричним струмом є фазова різниця, то вираз для миттєвого струму через струмову катушку можна записати як

Оскільки струм через напругову катушку дуже невеликий порівняно зі струмом через струмову катушку, струм через струмову катушку можна вважати рівним загальному струму навантаження.
Отже, миттєве значення моменту можна записати як

Середнє значення відхиляючого моменту можна отримати, інтегруючи миттєвий момент від 0 до T, де T — період циклу.

Керуючий момент задається як Tc = Kx, де K — пружинна стала, а x — кінцеве стаціонарне значення відхилення.

Переваги ваттметра типу електродинамометр

Нижче наведено переваги ваттметра типу електродинамометр:

1. Шкала є рівномірною до певного межі.

2. Вони можуть бути використані як для вимірювання постійного, так і змінного струму, оскільки шкала калібрована для обох.

Помилки в ваттметрах типу електродинамометр

Нижче наведено помилки в ваттметрах типу електродинамометр:

1. Помилки в індуктивності напругової катушки.

2. Помилки, пов'язані з емкісністю напругової катушки.

3. Помилки, пов'язані з взаємною індуктивністю.

4. Помилки, пов'язані з підключеннями (наприклад, напругова катушка підключена після струмової).

5. Помилки, пов'язані з збігами струму.

6. Помилки, спричинені вібрацією рухливої системи.

7. Температурні помилки.

8. Помилки, пов'язані з постороннім магнітним полем.

Заява: Поважайте оригінал, добре написані статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, звертайтесь для видалення.