Comment connecter correctement un wattmètre à un circuit DC
Il dispose d'un wattmètre pour un courant nominal de 5 A et une tension nominale de 300 V. Comment le brancher sur le secteur ?
Si le courant de charge Azx est inférieur au courant admissible, c'est-à-dire dans ce cas inférieur à 5 A, et si la tension dans le circuit de mesure est inférieure à la tension admissible de la bobine, c'est-à-dire inférieure à 300 V, alors le circuit de commutation a la forme suivante (Fig. 1, a): allumez d'abord la bobine série du wattmètre - collectez le circuit de courant (représenté sur la figure avec une ligne en gras), puis collectez le circuit de tension, pour cela le début de la bobine de tension du wattmètre est reliée au cavalier K au début de la bobine de courant reliée à l'une des bornes de la grille, et à la fin de la bobine de tension reliée à une autre borne de la grille.
Figure 1. Schémas de connexion d'un wattmètre: a - correctement directement dans le réseau, b - incorrectement, c - dans un réseau à haute tension et à courant élevé.
Parfois, lorsqu'un circuit y est allumé inclure la résistance cavaliers (Fig. 1, b).Cela ne peut pas être fait, car dans ce cas, un courant de fonctionnement traverse le cavalier, et non un petit courant du circuit de tension, comme dans le schéma décrit précédemment. De plus, dans le circuit de courant de la bobine du wattmètre, qui a une faible résistance, la résistance du cavalier lui-même et deux résistances des transitions de contact sont ajoutées. Tout cela conduit à l'apparition d'une erreur supplémentaire dans la mesure de la puissance.
Si l'échelle de l'appareil n'est pas calibrée en unités de puissance (par exemple, dans un wattmètre électrodynamique à limites multiples), mais a un certain nombre de divisions N, alors pour mesurer la puissance à cette limite de mesure, la valeur de la division du wattmètre doit être déterminé par la formule :
SN = AznUn/H,
où Un — tension nominale du wattmètre ou limite de mesure de la tension, Azn — courant du wattmètre ou limite de mesure du courant, A, N — nombre de divisions de l'échelle du wattmètre (généralement 100 ou 150).
Soit un wattmètre donné avec Un = 150 V, Аzn = 5 A et n= 150. Alors le coût de division de l'appareil Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,
Pour déterminer la puissance en fonction des lectures de l'appareil, vous avez besoin de la lecture de l'appareil en divisions d'échelles n multipliées par le coût par division Cn :
P = nSn.
Si la tension secteur est supérieure à la tension admissible de la bobine de tension et que le courant est supérieur au courant admissible de la bobine de courant, il est alors nécessaire circuit à courant constant pour connecter l'appareil, utilisez une résistance supplémentaire et shunt de mesure (Fig. 1, c).
Comment calculer la résistance d'une résistance supplémentaire et d'un shunt pour connecter un wattmètre à un circuit CC
La valeur de la résistance de shunt pour connecter le wattmètre pour le circuit illustré à la figure 1, c, peut être déterminée par la formule :
rw = ra (p — 1) = ra (Ia / In — 1),
où ra - résistance de l'enroulement actuel du wattmètre, Ohm, p Le coefficient de shunt est et la valeur de la résistance de la résistance supplémentaire provient de l'expression rd = rv (q - 1) = rv (U / Un - 1) ,
où rv est la résistance de la bobine de tension du wattmètre, ohms.
Par exemple, pour un wattmètre avec une tension nominale de la bobine de tension Un = 150 V et un courant nominal de la bobine de courant Azn = 5 A, inclus dans le circuit de mesure avec une tension de 220 V (Fig.1, c) à un courant d'environ 20 A, il faut que les résistances de la résistance supplémentaire et du shunt soient calculées.
Valeur de résistance shunt rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,
puis un shunt dont la résistance est trois fois inférieure à la résistance du circuit de courant du wattmètre est nécessaire pour connecter le wattmètre. La valeur de la résistance additionnelle ra = rv (220/150—1) =0,46 rv,
Valeur de puissance réelle P = Pwpq, où Pw est la lecture du wattmètre si son échelle est calibrée en unités de puissance.
Si le wattmètre est connecté en shunt, la valeur de séparation peut être déterminée comme suit :
C'n = (UnAzn / pq) = Cn x p x q
Dans l'exemple donné, p = 4 et q = 1,46, la lecture du wattmètre doit donc être multipliée par 5,86 pour déterminer la valeur de puissance réelle, ce qui n'est pas pratique. Par conséquent, lors du choix d'un shunt et d'une résistance supplémentaire, ils ont tendance à prendre les coefficients q et p égaux à des entiers.
Dans cet exemple, il convient de prendre p = 5 et q = 2, c'est-à-direrw = ра / 4 et Rd=rv, alors la valeur de puissance mesurée peut être déterminée en multipliant les lectures de l'appareil par 10. La nouvelle valeur de division du wattmètre sera égale à C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / partie.,
où 150 x 2 = 300 V est la nouvelle limite de mesure de tension du wattmètre, 5 x 5 = 25 A est la nouvelle limite de mesure de courant du wattmètre.
Une résistance supplémentaire externe doit être incluse uniquement après l'enroulement de tension du wattmètre, et non devant, sinon le potentiel de la bobine mobile par rapport à la bobine fixe peut atteindre des valeurs dangereuses pour l'isolation.
