Wattmérő: Teljes áttekintés 2 változattal

A wattmérő definíciója:      

A wattmérő a terhelési áramot hordozó áramtekercsből és egy feszültségtekercsből vagy nyomástekercsből készül. Ezek a tekercsek azzal arányos áramot vezetnek, és fázisban vannak a feszültséggel, ahogy az az ábrán látható.

A feszültségtekercset gyakran nyomástekercsnek nevezik. Induktivitás a feszültségtekercsben, az áram minimálisra csökken, mivel a feszültségtekercs árama elmarad az alkalmazott feszültségtől. Ennek kiküszöbölésére egy nem induktív ellenállást sorba kell kötni a feszültségtekerccsel a fenti ábrán látható módon.

Wattmérős geraet
Wattmérő, képjóváírás – UlfbastelWattmérős geraet, közkincsként megjelölve, további részletek a Wikimedia Commons

Az elektrodinamikus wattmérő működési elve:

A PMMC (állandó mágneses mozgó tekercs) műszer nem használható váltakozó áramú vagy feszültség esetén.

A váltakozó nyomaték előállításához tápellátást biztosítanak ezeknek a műszereknek. De a mozgó rendszerben a tehetetlenségi nyomaték jelenléte miatt a mutató nem tudja végrehajtani ezt a gyors változást, és nem jeleníti meg ezt az értéket. Ehhez a résben lévő mágneses térnek az áram változásával együtt kell változnia, hogy a műszer váltóáramú jelet tudjon olvasni. Ezt az elvet alkalmazzák ezekben a műszerekben, csak a működési mezőt mágnesek helyett áramvezető tekercsek biztosítják.

A mozgó tekercs a tápfeszültséggel arányos áramot visz. A tápellátáson keresztül csatlakozik, ezért feszültségtekercsnek vagy nyomástekercsnek is nevezik. A rögzített tekercs a terheléssel sorba van kötve, és a terheléssel arányos áramot visz. A rögzített tekercset áramtekercsnek is nevezik. Amikor a rögzített tekercs áramot hordoz, saját fluxusát állítja elő, és amikor áramot szállító mozgó tekercset helyeznek ebbe a fluxusba, erőt fejt ki, ami létrehozza a szükséges eltérítő nyomatékot a mutató eltérítéséhez.

DC MŰKÖDÉS:

V = tápfeszültség

I1 = terhelési áram = áram a rögzített tekercsen keresztül

I2 = áram a mozgó tekercsen keresztül

Most én2 α V

A rögzített tekercs légmagos, így a tekercsben keletkező fluxussűrűség egyenesen arányos a tekercsen áthaladó árammal.

Ezért B α I1

Most az eltérítő nyomaték arányos két mennyiség, azaz a rögzített tekercs által termelt fluxus és a mozgó tekercsen áthaladó áram kölcsönhatásával.

Td α BI2

Td α I1I2

Td α VI1

De V1 a terhelés által fogyasztott teljesítmény, ezért az eltérítő nyomaték arányos a terhelés által fogyasztott teljesítménnyel.

AC ÜZEMELTETÉS:

Legyen e = pillanatnyi feszültség a terhelésen

            = Em sin (ωt -Ø)

i1 = pillanatnyi terhelési áram

    = áram fix tekercsen keresztül

Ha a terhelés induktív jellegű,

i1 = Im sin(ωt – Ø)

i2 = pillanatnyi áram a mozgó tekercsen keresztül

V = a feszültség effektív értéke a terhelésen

I1 = a terhelési áram effektív értéke

cosØ = a terhelés teljesítménytényezője

az eltérítő nyomaték arányos két fluxus kölcsönhatásával; áram által termelt i1 és egyéb az i2

Td α i1i2

De én2 α e mint mozgó tekercs a tápon keresztül van

Td α ei

             α Em sinωt x Im sin (ωt – Ø)

             α ½ EmIm [cos (Ø) – cos (2ωt – Ø)]

            α ½ EmIm cos (Ø) – ½ EmIm cos (2ωt – Ø)

ezért az átlagos nyomaték az

Td α ½ EmIm cosØ

             α . . cosØ

Td α VI cos (Ø), ahol V és I1 effektív értékek. De VI1cos(Ø) a terhelés által fogyasztott teljesítmény. Így az eltérítő nyomaték egyenesen arányos a terhelés által fogyasztott teljesítménnyel.

Tc α θ rugószabályozásként

Állandósult állapotban Td = T.c

                             Θ α VIcos(Ø)

dinamométer típus Wattmérő vs indukciós típus Wattmérő:

   dinamométer típus Wattmérő            Indukciós típusú wattmérő
Ez a fajta wattmérő váltóáramú és egyenáramú rendszeren is használható
A gondosan megtervezett műszerekben nagyfokú pontosságot biztosít.
Ennek a wattmérőnek kevesebb az energiafogyasztási kritériuma.
A mozgó rendszer súlya ebben a rendszerben meglehetősen alacsony
Ez egységes léptékben.
Viszonylag gyengébb üzemi nyomatéka van.
A wattmérő típusa csak váltakozó áramú rendszeren használható.
A műszer kevésbé pontos. Csak a megadott frekvencián és hőmérsékleten pontos
Ennek az indukciós típusú wattmérőnek magasabb energiafogyasztási követelményei vannak.
A mozgó rendszer súlya ebben a rendszerben ésszerűen nagyobb
Lineáris skálája van
A műszer viszonylag erősebb üzemi nyomatékkal rendelkezik  

Ismertesse a mozgó vasszerszám működési elvét:

A leggyakrabban használt laboratóriumi ampermérők és wattmérők mozgóvas típusúak, kétféle mozgó vas műszer létezik:

a. Mozgó vasattrakció típusú műszerek.

b. Mozgó vas taszító típusú műszerek

 Mozgó vasattrakció típusú műszerek-

Ez egy rögzített C tekercsből és egy D vasdarabból áll. A tekercs szerkezete lapos és keskeny nyílású.

Ez egy lapos tárcsa típusú, amely excentrikusan az orsónál van felszerelve, és az orsó az ékszercsapágy között helyezkedik el. Az orsó felett egy mutató található, amely egy fokozatos skálán mozog. A nem. A rögzített tekercs fordulatszámának függvénye a készülék hatótávolsága. De ha a sebességváltónak nagyobb áramigénye van a tekercsen keresztül, elegendő kevesebb fordulatszám. A vezérlő nyomatékot a rugók, valamint a függőlegesen szerelt panel típusú műszerek gravitációs vezérlése hozzák létre. A csillapító nyomatékot a levegő súrlódása biztosítja. A konstrukció az alábbiakban látható:

Működési elv-

Ha a tekercsen áthaladó áram arányos a mérendő mennyiséggel, akkor a tekercs elektromágnessé válik. Az elektromágnes lágy vasdarabot vonz maga felé; így eltérítő nyomatékot hoz létre.

A puha vasdarab az orsóhoz kapcsolódik, így amikor a vasrész vonzza, az orsó mozog, és így az orsóra mutató mutató elhajlik. Ha az áram iránya ellentétes, akkor az áramhordozó tekercs mágneses tere ellentétes irányú lesz. De a mágneses tér bármely irányában a vasdarabok vonzzák a mágnest. Ezért az eltérítési nyomaték mindig egyirányú. Ezért ezek A műszerek jól illeszkednek az AC és egyenáramú mérésekhez.

 Elektrodinamikus típusú műszer:

  • Fix tekercs típus - ennek a műszernek a működéséhez elengedhetetlen egységes mezőt a rögzített tekercs hozza létre. Ezentúl egységes mező jön létre a tekercs középpontja mellett.
  • Mozgó tekercs típusa – Ez vagy önfenntartó tekercsként vagy nem fémes formázóként tekercselt.
  • A nyomaték típusának szabályozása - a szabályozó nyomatékot a rugók biztosítják.
  •  Mozgó tekercs – a mozgó tekercs az alumínium orsóra lesz szerelve. Ez egy ellensúly mechanizmusból és egy speciális mutatóból áll.
  • Csillapítási nyomaték - a csillapító nyomatékot a levegő súrlódása biztosítja. Ezt a végén az orsóhoz csatlakoztatott alumínium lapátpár segítségével állítják elő.
  • Árnyékoló mechanizmus - Általában a műszerben generált mező nagyon gyenge. A Föld mágneses tere befolyásolja a leolvasást. Tehát árnyékolást alkalmaznak a szórt mágneses mező csökkentésére a kiválasztott helyen.
  • A tokok és mérlegek – Ez általában polírozott fa vagy fém tok, és merev burkolat. 

További információ az elektronikával és az elektromossággal kapcsolatos cikkekről kattints ide

Írj hozzászólást