Оқулық «Білім беруді дамытудың федералды институты»

 6-т а р а у 
 ЭЛЕКТР ҚУАТЫН ЖӘНЕ ЭНЕРГИЯНЫ ӨЛШЕУ
 
6.1. Тұрақты және бір фазалы ауыспалы тоқ тізбегіндегі 
қуатты ваттметрлермен өлшеу 
Тұрақты тоқ тізбегіндегі қуатты өлшеу үшін электрдинамикалық
ваттметрлерді, ал бір фазалы тоқ тізбегіндегіне — электрдинамикалық
(0,2 және 0,5 сыныптық зертханалық аспаптар ретіндегі), 
ферродинамикалық және индукциялық (1,0 және 1,5 сыныптық 
қалқандық аспаптар ретіндегі ) ваттметрлерді қолданады.
Электрдинамикалық ваттметр үлгісінде барлық ваттметрлерге 
арналған жалпы қасиеттерін қарастырамыз. Ваттметр ретінде 
электрдинамикалық өлшеу механизмін пайдалану кезінде, оның 
шарғысы 6.1-суретте бейнеленген сызба бойынша қосылады. 
Жылжымайтын 1 шарғының екі жартысы  I тоқ тізбегіне біртіндеп, ал 
қозғалмалы шарғы 2 — U кернеуіндегі R
ж
жүктемесіне қатарлас 
қосылады. Қосымша кедергі Л
қос
кернеу бойынша ваттметрді өлшеу 
шегін кеңейтуге қызмет етеді, сондықтан жылжымайтын шарғыны 
бірізді, ал қозғалмалыны –қатарлас деп атайды. r
2 
көрсеткіші 
қозғалмалы шарғының кедергісін білдереді.
Бұрын электрдинамикалық өлшеу механизмінің шарғысындағы I
1
және I
2
тоққа ауытқу бұрышын байланыстыру үшін келесідей өрнек 
алынған болатын: 
 
мұндағы с — құрастырылымдық тұрақтылық; у — I
1
және I
2
тоқтар 
арасындағы фаза бойынша жылжу; W — меншікті қарсы әрекет ететін
момент; М — бірізді және қатарлас шарғылар арасындағы өзара 
индуктивтілік. 
Егер ваттметр тұрақты тоқ тізбегіне қосылса, онда 
I
1
=І; I
2
һ U/R
2
;ψ= 0, 
мұндағы R
2
= r
2
+ R
д
. 
6.1-сурет. Электродинамикалық
ваттметрді қосу сызбасы: 
1 — жылжымайтын (бірізді) шарғы; 
2 — қозғалмалы (қатарлас) шарғы 
100 

Сонда 
(
6
.
1
) 
мұндағы 
К 
— тұрақты,
— қуат. 
Егер ваттметр ауыспалы тоқ тізбегіне қосылса, онда фазалық жылжуын ескеру 
қажет 
(6.2-сурет)
. 
Қозғалмалы 
шарғының 
тізбегіндегі 
шамалы 
индуктивтіліктің салдарынан ондағы /
2
тоқ ең шағын А бұрышына 
арналған U
кернеуінен қалып қояды. Бірізді шарғыдағы (
/ = I
) тоқ және кернеу 
арасындағы
ф фаза бойынша жылжу жүктеу сипатымен айқындалады. 
Себебі 
ψ = φ - δ
, онда 
(6.2) 
мұндағы 
z
2
— қатарлас шарғыдағы кешенді тізбек кедергісінің модулі. 
Формулаға
z
2
 
= R
2
/cos 
δ 
қоя отырып (6.1),
аламыз. 
Егер 5 шамасын ескеру мүмкін болса, онда 
Осылайша, электрдинамикалық ваттметрдің көрсеткіші тұрақты тоқта да, 
сондай-ақ ауыспалы тоқта да 
P
қуатына тепе-тең болады. Олардың шкалалары іс-
жүзінде тең болады.
Егер шарғының біреуіндегі тоқ бағытын қайта ауыстырса, онда
(6.1) немесе (6.2) формуладағы сияқты, ауытқу кері белгіге ауысады, яғни аспап 
сілтегіші кері жаққа ауытқиды. 
Сондықтан, ваттметрді қосу кезінде шарғыдағы тоқтың белгілі бір 
и
, бағытын сақтау 
қажет. 
Шарғы 
орамының 
«басын» 
олардың 
«ұштарынан» айыру үшін ваттмертде шарғы 
орамасының «басы» үнемі ерекше «*» (жұлдызша) 
немесе «+» (қосу) белгілермен белгіленеді. Осы 
белгімен белгіленген өткізгіштер
генераторлық 
өткізгіштер 
немесе
6.2-сурет. 
Электрдинамикалық ваттметрдің 
векторлық диаграммасы 
101 

6.3-сурет. 
Көп 
шекті 
электрдинамикалық 
ваттметр 
тізбегінің сызбасы 
генераторлық қысқыштар деп 
аталады. Бұлай атау оларды 
жүктеуге 
емес, 
тоқ 
көзіне 
(генераторға) 
баратын 
сымға 
қосылуымен шартталған.
Электрдинамикалық ватт- 
метрлер 
әдетте, 
жоғары 
сыныптық дәлдіктің зертханалық
аспаптары болып табылады және 
тоқ әрі кернеу бойынша бірнеше өлшеу шектерімен шығарылады.
Осындай ваттметрдің ішкі қосылысының сызбасы 6.3-суретте 
бейнеленген. 
Сызбадағы жүйелі тізбекті құрушы, жылжымайтын шарғының екі 
жартысы не болмаса біртіндеп, не болмаса қатар қосылады. Соңғы 
жағдайда сол тоқ осы шарғы бойынша аспаптың номиналды екі 
еселенген кезінде өтетін болады. Қатарлас тізбектің қосымша 
кедергісі бөлімделеді, осының нәтижесінде бірнеше шектері кернеу 
бойынша да болады. Бұдан басқа, әдетте тағы бір сыртқы қосымша 
кедергілерді қосу үшін қызмет ететін,
1
000
-омдық қысқыш деп 
аталатын шығарылады. Себебі электрдинамикалық ваттметрдің 
қатарлас тізбегіндегі номинал тоқ 30 мА құрайды, онда бұл қысқыш 30 
В кернеуге сәйкес келеді. 6.3-суреттегі сызбада R1R2 және R3 — 
қосымша кедергілер. 
Көбінесе ваттметрлер сілтегіштердің толық ауытқуы номинал 
кернеу және cosф = 1 номинал тоқ кезінде болатындай есептеледі. Осы 
мәндерге және шкала бөліктеріндегі санға сәйкес, тұрақты ваттметр 
немесе оны бөлу бағасы айқындалады. Айталық, 5 А, 150 В ваттметр
және 150 бөлігі бар шкаламен бірге cosф = 1 Вт/бөл тұрақты 
құрастырушысы болады
Ферродинамикалық және индукциялық ваттметрлер 1,5 және 
төменгі сыныптық дәлдіктегі тұстама аспаптары ретінде шығарылады. 
шығарыладылассов точности от. 

жүктеу/скачать 6.25 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: