1. Перевірити розглянуті в теорії методи вимірювання активної потужності.
2. Отримати практичні навички вимірювання активної потужності в трифазних ланцюгах змінного струму.
МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО РОБОТИ
Повна потужність ланцюга постійного струму визначається за формулою:.
Отже, вимірюючи струм амперметром і напруга вольтметром, можна визначити повну потужність ланцюга.
Для вимірювання активної потужності змінного струму крім амперметра і вольтметра потрібен ще фазометр. Це випливає з виразу.
Однак обидва ці методи незручні. На практиці потужність вимірюють за допомогою ватметра. У ланцюгах постійного струму застосовуються електродинамічні ватметри, а в ланцюгах змінного струму - електродинамічний або ферродинамический ватметр, в основі принципу, дії якого лежить взаємодія магнітних полів двох котушок при протіканні по ним струмів. Одна з котушок включається в вимірювану ланцюг послідовно з навантаженням (як амперметр), а інша - паралельно (як вольтметр).
Ця взаємодія котушок призводить до повороту рухливої котушки і, відповідно, стрілки, укріпленої на одній осі з цією котушкою.
Вимірювання активної потужності в трифазних ланцюгах може проводитися за допомогою однофазних ватметрів. При цьому може бути використаний метод одного, двох і трьох ватметрів. Застосування кожного з цих методів можливо тільки за певних умов.
Метод одного ваттметра
Цей метод застосовується для вимірювання активної потужності в трифазних ланцюгах при рівномірному навантаженні фаз.
При вимірюванні можуть зустрітися кілька випадків:
а) трифазна ланцюг має нульовий провід або приймач має доступну нульову точку. При цьому для вимірювання потужності трифазного кола досить одного ватметра, що вимірює потужність однієї фази (рис. 5.1).
Потужність трифазного ланцюга визначають за формулою:.
Мал. 5.1. Схема вимірювання активної потужності трифазного ланцюга одним однофазним ваттметром при доступній нульовій точці
б) трифазна ланцюг має з'єднання трикутником або зіркою з недоступною нульовою точкою. Для вимірювання потужності трифазного кола однофазним ваттметром в цьому випадку потрібно створити штучну нульову точку. Вона створюється за допомогою активних опорів, розрахованих на номінальний струм паралельної ланцюга ваттметра (рис. 5.2). Активні опору вибираються рівними опору ланцюга обмотки напруги ватметра.
Мал. 5.2. Схема вимірювання активної потужності трифазного ланцюга одним однофазним ваттметром при недоступною нульовій точці
Очевидно, що при такому включенні до затискачів паралельної обмотки ватметра докладено фазна напруга UФ. а по послідовної обмотці проходить струм IФ і, отже, ватметр вимірює активну потужність однієї фази. Потужність трифазного ланцюга дорівнює.
Метод двох ватметрів
Цей метод застосовується для вимірювання активної потужності в трифазних трипровідних колах, як при рівномірній, так і при нерівномірному навантаженнях незалежно від способу з'єднання приймачів енергії. В якості вимірювальних приладів можуть бути використані два однофазних ваттметра або один трифазний двоелементний ватметр.
Для вимірювання потужності трифазного ланцюга за методом двох ватметрів однофазні ватметри можуть бути включені за однією з трьох схем, зображених на рис. 5.3.
Загальна вимірювана потужність трифазного ланцюга визначається в цьому випадку як алгебраїчна сума показань обох ватметрів.
Мал. 5.3. Варіанти схем включення двох однофазних ватметрів для вимірювання активної потужності в трифазного ланцюга
При вимірюванні активної потужності в трифазного ланцюга двома ваттметром можливі деякі окремі випадки:
а) один з приладів показує нуль. Це буває при активно-індуктивному навантаженні, коли кут зсуву фаз між струмом і напругою # 966; = 60 ° (cos # 966; = 0,5). У цьому випадку активна потужність трифазного ланцюга вимірюється тільки одним ваттметром.
б) один з приладів показує негативне показання. Це буває при активно-індуктивному навантаженні, коли кут зсуву фаз між струмом і напругою # 966;> 60 ° (cos<0,5). Для производства отсчета необходимо переключить зажимы одной из обмоток ваттметра. Активная мощность трехфазной цепи в этом случае определяется разностью показаний ваттметров.
в) обидва прилади дають однакові свідчення. Це буває при чисто активному навантаженні (cos # 966; = 1).
Метод трьох ватметрів
Цей метод застосовується для вимірювання активної потужності в трифазних ланцюгах з нейтральним проводом при нерівномірному навантаженні фаз. В якості вимірювальних приладів можуть бути використані три однофазних ваттметра або один трифазний Трьохелементний ватметр. Ватметри включаються за схемою, зображеної на рис. 5.4. Кожен з ватметрів (елементів) вимірює потужність однієї з фаз.
Мал. 5.4. Схема вимірювання активної потужності в трифазній чьотирьох ланцюга трьома однофазні ватметри
Активна потужність трифазного ланцюга визначається сумою показань трьох ватметрів.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ
1. Ознайомитися з приладами, необхідними для виконання роботи, записати їх технічні дані (табл. 5.1).
Технічні характеристики приладів
4. Показати керівнику результати дослідів.
5. Розібрати схему.
6. Зібрати схему, зазначену на рис. 5.6 і перевірити її.
Мал. 5.6. Схема вимірювання активної потужності трифазного ланцюга двома однаковими однофазні ватметри
7. Змінюючи навантаження в фазі А (0, 3, 5 ламп), провести вимірювання потужностей, напруг і струмів для всіх трьох дослідів. При цьому в фазах В і С навантаження повинна залишатися незмінною
(По 5 ламп). Дані дослідів занести в табл.5.3.
Результати дослідів і обчислень