Ваттметр электродинамический (ферродинамический)

Мощность

Исходная схема и векторная диаграмма будут выглядеть так:

φ

IH

U

IH

+

~U

 

_

Z_H

 

 

Схема включения ваттметра:

IПК

ПК

НК2

IH

_

- генераторные концы

+

~U

НК1

RДОБ

ZH

 

В этом случае последовательно соединённые неподвижные катушки НК1 и НК2 включают последовательно с объектом нагрузки Z_Н , потребляемая мощность которого измеряется. Подвижная катушка ПК с добавочным резистором R_ДОБ включается параллельно объекту измеряемой мощности. Цепь неподвижных катушек называют последовательной цепью, а цепь подвижной катушки – параллельной цепью.

Ток подвижной катушки:

Векторная диаграмма:

IПК

U

IH

Причём тангенс угла 𝛄 :

φ

IHК

𝛄

 

Угол 𝛄 очень мал, так как добавочное сопротивление велико. Также, из расчётов предыдущего устройства, известно, что:

Для ваттметра получаем выражение поворота стрелки:

Формула мощности имеет вид:

Поэтому, хотим чтобы:

То есть угол поворота стрелки прибора отражал бы измеряемую мощность.

Это возможно в следующем случае:

И в этом случае угол поворота будет определяться:

где P = U ∙ I – измеряемая мощность; коэффициент k = - чувствительность прибора. У ваттметров конструктивными методами добиваются , что обеспечивает равномерную шкалу.

 

Индукционный механизм и счётчик на его основе

 

Алюминиевый диск

~

 

 

i₁ i₂

~

 

 

МагнитопроводА

Магнитные потоки Ф1t и Ф2t

Стержень в опорах

 

i₁₁ i₂₂

 

 

 

Момент вращения

Токи i₁ и i₂, текущие по катушкам:

Очень важно то, что эти два тока сдвинуты относительно друг друга по фазе, о чём нам говорит φ у тока i₂.

Имеем два магнитопровода с двумя обмотками. Поскольку токи, пущенные по обмоткам - переменные, возникают два магнитных потока: Ф_1t и Ф_2t.

причём i_nn – соответствующий вихревой ток.

I1

Построим векторную диаграмму:

Ф1

I2

Одной дугой обозначен угол φ,

угол между токами I₁ и I₂.

Ф2

Двумя дугами обозначены углы δ,

E1

Этот углы между соответствующими

i11

угол равен почти девяноста токами и магнитными потоками.

i22

градусам. Ломаной линией обозначены

E2

прямые углы между

соответствующими МДС и

магнитными потоками.

Момент вращения создаётся за счёт взаимного перемещения магнитных потоков и вихревых токов.

Поскольку подвижная часть механизма обладает моментом инерции, пользуемся средним значением момента вращения.

Известно, что:

где – частота.

Тогда

Для создания момента вращения необходимо иметь не менее двух магнитных потоков, сдвинутых друг относительно друга в пространстве и во времени.