डीसी और एसी एकल-चरण वर्तमान का मापन

दिष्टधारा शक्ति P = IU के लिए व्यंजक से, यह देखा जा सकता है कि इसे अप्रत्यक्ष विधि द्वारा एमीटर और वोल्टमीटर का उपयोग करके मापा जा सकता है। हालांकि, इस मामले में, दो उपकरणों और गणनाओं से एक साथ रीडिंग लेना आवश्यक है, जो माप को जटिल बनाता है और इसकी सटीकता को कम करता है।

डीसी में शक्ति मापने के लिए और एकल चरण प्रत्यावर्ती धारा वे वाटमीटर नामक उपकरणों का उपयोग करते हैं जो इलेक्ट्रोडायनामिक और फेरोडायनामिक मापन तंत्र का उपयोग करते हैं।

इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर उच्च सटीकता वर्गों (0.1 - 0.5) के साथ पोर्टेबल उपकरणों के रूप में निर्मित होते हैं और औद्योगिक और उन्नत आवृत्तियों (5000 हर्ट्ज तक) पर एसी और डीसी पावर के सटीक माप के लिए उपयोग किए जाते हैं। फेरोडायनामिक वाटमीटर अक्सर अपेक्षाकृत कम सटीकता वर्ग (1.5 - 2.5) वाले पैनल उपकरणों के रूप में पाए जाते हैं।

ऐसे वाटमीटर मुख्य रूप से औद्योगिक आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा में उपयोग किए जाते हैं। प्रत्यक्ष धारा में, कोर के हिस्टैरिसीस के कारण उनमें एक महत्वपूर्ण त्रुटि होती है।

उच्च आवृत्तियों पर शक्ति को मापने के लिए, थर्मोइलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रॉनिक वाटमीटर का उपयोग किया जाता है, जो एक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मापने वाला तंत्र है जो वर्तमान कनवर्टर को निर्देशित करने के लिए एक सक्रिय शक्ति से लैस है। पावर कन्वर्टर गुणन ui = p का संचालन करता है और आउटपुट पर एक संकेत प्राप्त करता है जो उत्पाद ui, यानी शक्ति पर निर्भर करता है।

अंजीर में। 1, और एक वाटमीटर और माप शक्ति के निर्माण के लिए एक इलेक्ट्रोडायनामिक माप तंत्र का उपयोग करने की संभावना दिखाई गई है।

चावल। 1. वाटमीटर स्विचिंग स्कीम (ए) और वेक्टर आरेख (बी)

लोड सर्किट के साथ श्रृंखला में जुड़े स्थिर कॉइल 1 को वाटमीटर की श्रृंखला सर्किट कहा जाता है, मूविंग कॉइल 2 (एक अतिरिक्त अवरोधक के साथ), लोड के साथ समानांतर सर्किट में जुड़ा हुआ है।

निरंतर वाटमीटर के लिए:

प्रत्यावर्ती धारा पर एक इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर के संचालन पर विचार करें। वेक्टर आरेख चित्र। 1, बी का निर्माण भार की आगमनात्मक प्रकृति के लिए किया गया है। चलती कुंडली के कुछ अधिष्ठापन के कारण वर्तमान सदिश Iu समांतर परिपथ कोण γ द्वारा सदिश U से पीछे रह जाता है।

यह इस अभिव्यक्ति से अनुसरण करता है कि वाटमीटर केवल दो मामलों में सही ढंग से शक्ति को मापता है: जब γ = 0 और γ = φ।

एक अवस्था γ = 0 बनाकर प्राप्त की जा सकती है वोल्टेज अनुनाद समानांतर सर्किट में, उदाहरण के लिए, संबंधित कैपेसिटेंस के कैपेसिटर सी को शामिल करके, जैसा कि अंजीर में बिंदीदार रेखा द्वारा दिखाया गया है। 1, ए। हालाँकि, वोल्टेज अनुनाद केवल एक निश्चित विशिष्ट आवृत्ति पर होगा। आवृत्ति γ = 0 के परिवर्तन की शर्त का उल्लंघन किया गया है। जब γ 0 के बराबर नहीं होता है, तो वाटमीटर शक्ति को βy त्रुटि के साथ मापता है, जिसे कोणीय त्रुटि कहा जाता है।

कोण γ के एक छोटे से मूल्य पर (γ आमतौर पर 40 - 50 'से अधिक नहीं), सापेक्ष त्रुटि

कोण φकरीब 90 डिग्री पर, कोणीय त्रुटि बड़े मूल्यों तक पहुंच सकती है।

वाटमीटर की दूसरी, विशिष्ट त्रुटि इसके कॉइल की बिजली खपत के कारण होने वाली त्रुटि है।

भार द्वारा खपत की गई शक्ति को मापते समय, दो वाटमीटर स्विचिंग सर्किट, इसके समांतर सर्किट (चित्र 2) को शामिल करने में भिन्न।

चावल। 2. वाटमीटर के समानांतर वाइंडिंग को चालू करने की योजनाएँ

यदि हम कॉइल्स में धाराओं और वोल्टेज के बीच चरण बदलाव को ध्यान में नहीं रखते हैं और लोड एच को विशुद्ध रूप से सक्रिय मानते हैं, तो वाटमीटर वाइंडिंग्स की ऊर्जा खपत के कारण त्रुटियां βa) और β(b) होती हैं। अंजीर के सर्किट। 2, ए और बी:

जहाँ P.i और P.ti - क्रमशः, वाटमीटर की श्रृंखला और समानांतर सर्किट द्वारा खपत की गई शक्ति।

βa) और β(b) के फार्मूले से, यह देखा जा सकता है कि त्रुटियों में प्रशंसनीय मूल्य हो सकते हैं जब कम-शक्ति सर्किट में शक्ति को मापते हैं, अर्थात। जब Pi और P.ti Rn के अनुरूप होते हैं।

यदि आप केवल एक धारा का चिह्न बदलते हैं, तो वाटमीटर के गतिमान भाग के विक्षेपण की दिशा बदल जाएगी।

वाटमीटर में क्लैम्प्स (श्रृंखला और समानांतर सर्किट) के दो जोड़े होते हैं और सर्किट में उनके शामिल होने के आधार पर, सूचक के विक्षेपण की दिशा भिन्न हो सकती है। वाटमीटर के सही कनेक्शन के लिए, क्लैंप की प्रत्येक जोड़ी में से एक को «*» (तारांकन) के साथ चिह्नित किया जाता है और इसे «जेनरेटर क्लैंप» कहा जाता है।