Лабораторная работа №11. изучение ваттметра.
измерение
ИЗУЧЕНИЕ ВАТТМЕТРА. ИЗМЕРЕНИЕ
.
Цель работы: изучение принципа работы ваттметра и способы его применения.
Приборы и принадлежности: латр, вольтметр, амперметр, реостат, катушка с железным
сердечником, ваттметр.
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ.
Для измерения мощности в цепи постоянного тока не требуется
специального измерительного
прибора, потому что его мощность, выражаемая формулой
, может быть легко подсчитана
по показаниям вольтметра и амперметра.
В цепи переменного
тока согласно формуле
мощность зависит не только от
напряжения и тока, но и от сдвига фаз между ними. Поэтому для измерения мощности в цепи
переменного тока применяется специальный прибор - ваттметр.
Рассмотрим устройство и принцип действия ваттметра
(Электродинамической системы).
В электродинамическом ваттметре имеются две взаимодействующие катушки:
подвижная и
неподвижная. Неподвижная катушка имеет обмотку с малым сопротивлением и включается
последовательно с нагрузкой, а подвижная катушка с большим числом витков тонкого провода,
снабжается добавочным сопротивлением и включается параллельно нагрузке (рис.1). Ток
неподвижной катушки определяется сопротивлением нагрузки.
Ток в подвижной катушке
пропорционален напряжению
на зажимах приемника и совпадает с ним по фазе, т. е.
где
- сопротивление подвижной катушки.
Поэтому вращающий момент, действующий на
подвижную катушку, пропорционален произведению
тока в неподвижной катушке на напряжение
на зажимах приемника, т. е.
мгновенному значению
мощности, а угол отклонения подвижной системы прибора пропорционален среднему значению
вращающего момента, следовательно, пропорционален средней мощности
,
потребляемой приемником (нагрузкой).
Студенческие
работы
Для определения постоянной ваттметра нужно в цепь переменного тока включить приемник,
который содержал бы активное сопротивление (лампы накаливания, реостаты). Тогда сдвиг фаз
между
напряжением
на зажимах приемника и током будет равна нулю, т. е.
т. к.
. В этом случае постоянная ваттметра определяется по формуле:
где
- показания вольтметра в вольтах; - показания вольтметра в амперах;
- число делений
шкалы ваттметра.