Măsurarea Puterii Electrice

ARGUMENT

Măsurările electrice si electronice, in contextul revoluţiei ştiinţifice şi tehnice din lumea contemporană, sunt indispensabile în toate ramurile industriei, ca verigă importantă în procesele de producţie, în controlul calităţii materiilor prime, a produselor intermediare şi finale, în desfăşurarea cercetării în toate domeniile.

Măsurarea directă a puterii active cu wattmetrul electrodinamic

În curent continuu şi în curent aalternativ puterea activă se poate măsura cu ajutorul wattmetrului electrodinamic. Instrumentul electrodinamic are dispozitivul motor asemănător cu cel a aparatelor magnetoelectrice cu deosebirea că în locul magnetului permanent se foloseşte pentru producerea câmpului magnetic, o bobină fixă, realizată din două semibobine.

Pentru măsurarea puterii electrice consumate de un receptor, bobina fixă a instrumentului (bobina de curent), cu spire puţine şi groase, se montează în serie cu receptorul, iar bobina mobilă (bobina de tensiune) se conectează în paralel pe acesta, printr-o rezistenţă adiţională Ra de valoare suficient de mare, pentru a limita curentul prin bobina mobilă la valori acceptabile.

Wattmetrul electrodinamic are câte o bornă a bobinelor de curent şi tensiune marcate cu semn distinctiv (polaritate fixată).

Montarea wattmetrului electrodinamic într-un circuit electric

Indicaţia depinde de unghiul de defazaj prin factorul cos. Rezultă că pentru deviaţia este în sensul normal a scării. Deviaţia devine negativă pentru unghiuri ce depăşesc 90 indiferent în ce sens. Pentru a se obţine deviaţia în sens normal al scării, se inversează polaritatea la unul din circuitele wattmetrului, de obicei la cel de tensiune, citirea respectivă trebuind să fie considerată apoi cu semnul minus.

Determinarea puterii măsurate de wattmetru se face pe baza relaţiei:

P = Cw - 

Unde:

Datorită dependenţei deviaţiei wattmetrului de factorul de putere se poate întâmpla ca circuitele de curent şi de tensiune să fie supraîncărcate şi totuşi deviaţia să nu depăşească valoarea sa maximă. De aceea, este recomandabil să se folosească în acelaşi montaj cu wattmetrul, un ampermetru şi un voltmetru pentru urmărirea în permanenţă a mărimilor din circuit (curent şi tensiune).

Constructiv circuitele de curent şi de tensiune ale wattmetrului sunt dimensionate pentru anumite valori nominale ale curentului şi tensiunii. Extinderea intervalului de măsurare se realizează până la 1200V prin montarea în circuitul de tensiune a unor rezistenţe adiţionale. Pentru tensiuni mai mari se utilizează transformatoare de tensiune. Extinderea domeniului de curent se obţine prin utilizarea transformatoarelor de curent.

Metoda ampermetrului si voltmetrului

Deoarece se folosesc două aparate de măsurat se pune problema poziţionării lor reciproce existând două variante: varianta aval şi varianta amonte.

Măsurarea rezistenţei cu montajul aval (a) şi montajul amonte (b)

Dacă se aplică relaţia aproximativă de calcul:

unde U, I sunt indicaţiile voltmetrului respectiv ampermetrului, atunci se comite o eroare sistematică de metodă. Notând cu RA şi cu RV rezistenţele interioare ale ampermetrului respectiv voltmetrului, atunci relaţia exactă de calcul a rezistenţei măsurate este:

a) pentru montajul aval

Eroarea sistematică de metodă comisă în acest caz este:

Pentru ca eroarea de măsurare să fie cât mai mică, rezistenţa măsurată trebuie să fie mult mai mică decât rezistenţa voltmetrului şi deci montajul aval este folosit pentru măsurarea rezistenţelor mici.

b) pentru montajul amonte

iar eroarea sistematică comisă:

Pentru ca eroarea de măsurare să fie cât mai mică, rezistenţa măsurată trebuie să fie mult mai mare decât rezistenţa ampermetrului şi deci montajul amonte este folosit pentru măsurarea rezistenţelor mari.