Como medir a potência ativa em um circuito CA monofásico

Valor da potência ativa em circuito monofásico de corrente alternada é determinado pela fórmula P = UI cos phi, onde U é a tensão do receptor, V, I — corrente do receptor, A, phi — mudança de fase entre a tensão e a corrente.

A partir da fórmula, pode-se ver que a potência em um circuito de corrente alternada pode ser determinada indiretamente se você incluir três dispositivos: um amperímetro, um voltímetro e um medidor de fase… Nesse caso, porém, não se pode contar com maior precisão de medição, pois o erro de medição de potência dependerá não apenas da soma dos erros dos três dispositivos, mas também do erro do método de medição causado pelo caminho, no qual o amperímetro e o voltímetro estão incluídos. Portanto, esse método só pode ser usado quando não for necessária uma alta precisão de medição.

Se a potência ativa precisar ser medida com precisão, é melhor usar wattímetros de sistema eletrodinâmico ou wattímetros eletrônicos. Wattímetros ferrodinâmicos podem ser usados ​​para medições aproximadas.

Se a tensão do circuito for menor que o limite de medição de tensão do wattímetro, a corrente de carga for menor que a corrente permitida do dispositivo de medição, o circuito para conectar o wattímetro ao circuito CA é semelhante diagrama para conectar um wattímetro a um circuito DC… Isso significa que a bobina de corrente está conectada em série com a carga e a bobina de tensão está conectada em paralelo com a carga.

Ao conectar wattímetros eletrodinâmicos, deve-se ter em mente que eles são polares não apenas no circuito CC, mas também no circuito CA. Para garantir o desvio correto (para a escala) da agulha do instrumento de zero, o início das bobinas no painel de instrumentos é indicado por um ponto ou um asterisco. Os grampos marcados dessa maneira são chamados de grampos geradores porque estão conectados a uma fonte de energia.

A bobina fixa do wattímetro pode conectar-se em série com a carga somente em correntes de carga de 10 — 20 A. Se a corrente de carga for maior, então a bobina atual do wattímetro conecta-se por meio de um transformador de corrente de medição.

Para medir a potência em um circuito CA com baixo fator de potência, devem ser usados ​​wattímetros especiais de cosseno baixo. Sua escala indica a quais valores de cos phi eles se destinam.

Quando cos phi <1, para evitar a sobrecarga do wattímetro eletrodinâmico, você deve incluir o amperímetro e o voltímetro de controle. Por exemplo, um wattímetro com uma corrente nominal de Azu = 5 A pode mostrar um desvio de corrente total de Azu = 5 A e cos phi = 1 e em uma corrente de Azu = 6,25 A e cos phi = 1 (então Azu = Azun / cos fi). No segundo caso, o wattímetro será sobrecarregado.

A inclusão de um wattímetro no circuito CA, com uma corrente de carga maior que a permitida

Se a corrente de carga for maior que a corrente permitida do wattímetro, a bobina de corrente do wattímetro é ligada por meio de um transformador de corrente de medição (Fig. 1, a).

Arroz. 1. Esquemas para conectar um wattímetro a um circuito de corrente alternada de alta corrente (a) e a uma rede de alta tensão (b).

Ao escolher um transformador de corrente, deve-se garantir que a corrente primária nominal do transformador seja Az1 e seja igual ou maior que a corrente medida na rede.

Por exemplo, se o valor da corrente na carga atingir 20 A, você pode usar um transformador de corrente projetado para uma corrente nominal primária de 20 A com um fator de transformação de corrente nominal Kh1 = Az1i/ Az2i = 20/5 = 4.

Se, neste caso, a tensão no circuito de medição for menor que o wattímetro permitido, a bobina de tensão será conectada diretamente à tensão de carga. O início da bobina de tensão é jumpeado / para o início da bobina de corrente. Também é necessário instalar o jumper 2 (o início da bobina é conectado à rede). A extremidade da bobina de tensão é conectada a outro terminal da rede.

Para determinar a potência real no circuito medido, as leituras do wattímetro devem ser multiplicadas pela taxa de transformação nominal do transformador de corrente: P = Pw NS Kn1 = Pw NS 4

Se a corrente na rede puder exceder 20 A, então um transformador de corrente com uma corrente nominal primária de 50 A deve ser selecionado, enquanto Kn1 = 50/5 = 10.

Nesse caso, para determinar o valor da potência, as leituras do wattímetro devem ser multiplicadas por 10.