使用交流功率计测量功率
出处:维库电子市场网 发布于:2024-03-02 17:11:49
电力是使用称为瓦特计的仪器来测量的。瓦特表由两个线圈组成——一个用于测量电流,另一个用于测量电压。
功耗
当电流在导体中流动时,由于电子经过原子时所做的功,热量就会消散。当电流转换成光时,灯丝也会做功。同样,当扬声器将电流转换为声音以及电动机产生运动时,就完成了工作。
做功的时间率是功率(P)。
如果在时间(t)内完成一定量的功(W),则P=W/t。可以证明,供给任何电气元件的功率为:
功率=电流\乘以电压 I
(1)
瓦(W)是电功率的单位。
当施加 1 V 的电位差导致电路或设备中流过 1 A 的电流时,所提供的电源为
P=EI (1)
瓦(W)是电功率的单位。
根据欧姆定律,
E=IR且R=EI
代入等式(1)中的 I 得出P=ER×E
或者
P=E2R (2)
代入等式(1)中的 E 得出
P=I\乘IR(3)
电加热元件将电转化为热,用于烧水、空间加热等。如图1(a)和(b)所示,提供给电灯的电力被转化为光,扬声器将输入电力转化为声音。用于测量功率的仪器称为瓦特计。
A。灯中消耗的功率被转换成光。
图1a和b。 当电流流动时,功率就会消耗。能量可以转化为光、热、声音和机械运动。图片由Amna Ahmad提供
交流功率测量
测功机仪器可以用作电压表或电流表,或者在其主要应用中用作瓦特表。考虑图 2 中的插图,其中显示了串联连接的测力计仪器的励磁线圈和动圈。当电流沿图 2(a) 所示方向流动时,励磁线圈产生的磁通在右侧为 N 极,在左侧为 S 极。此外,动圈磁通具有图示的极性,S 在底部,N 在顶部。动线圈磁通的 N 极与励磁线圈磁通的相邻 N 极相互排斥,并且两个相邻的 S 极也相互排斥。
动圈顺时针偏转,使指针在刻度上从左向右移动。
现在考虑反转通过线圈的电流方向的效果。如图 2(b) 所示,励磁线圈磁通现在在右侧为 S,在左侧为 N。动圈磁通也相反,S 位于顶部,N 位于底部。同样,同极彼此相邻,指针在刻度上从左向右移动。
A。电流从左向右流动产生正偏转
图2a和b。 当流经测功机的电流反向时,场磁通和动圈磁通的方向都会反向。指针偏转不受影响。这使得该仪器适用于交流测量以及直流测量。图片由Amna Ahmad提供
可以看出,无论流经仪表的电流方向如何,测功机仪器都具有正偏转。仪表端子未标明正极(+)或负极(-);测功机仪器是非极化的。因此,当直流电或交流电流过线圈时,仪器会产生正偏转。作为电流表,测量直流时仪表刻度可读取为直流电,测量交流时仪表刻度可读取为交流电有效值。类似地,作为电压表,测功机仪器指示直流电压或有效值交流电压。仪器的刻度可以在直流电上进行校准,然后用于测量交流电。
对于交流和直流,测功机仪器的主要应用是作为瓦特表。
如图 3(a) 所示,测量交流功率的连接与测量直流电路功率的连接类似。电压和电流线圈的输入端子用±、↓或*符号标识。电流线圈的标记端子应连接到电源,电压线圈的标记端子应连接到电流线圈的负载侧。在交流电应用中,负载电流可能超前或滞后负载电压一个相位角 (ψ)。仪器偏转与电流和电压的同相分量成正比。因此,如图 3(b) 所示,仪器示值与 EI cosφ 成正比。交流电源负载中消耗的真实功率为 P =EI cosphi。因此,当用作交流功率计时,测功机仪器测量提供给负载的真实功率。
A。作为交流功率计的测功机仪器
图 3. 测功机瓦特计上指针的偏转与 EI cosphi 成正比,因此仪器测量真实的交流功率。图片由Amna Ahmad提供
实施例1
瓦特表测量提供给负载的交流功率为 100 W,电流表和电压表指示负载电流和电压分别为 1.5 A 和 100 V。计算电流和电压之间的相位角。
解决方案
真功率=P=EIcosφ
所以,
cosφ=PEI=100W100V×1.5A=0.667
和,
实施例2
115 V 电源向负载提供 700 mA 电流。如果测量提供给负载的功率为 75 W,则确定负载电流和电源电压之间的相位角。
解决方案
cosφ=PEI=75W115V×100mA=0.932
和,
φ=cos?1(0.932)=21.3°
要点——交流瓦特表
电力可以用瓦特表、电能质量表、钳形电流表等测试仪器来测量。瓦特表是测量电路中真实功率的测试仪器。瓦特表具有通常以瓦 (W)、千瓦 (kW) 或兆瓦 (MW) 为单位的刻度。瓦特表用于通过测量真实功率来分析电路。根据系统连接(无论是星形连接还是三角形连接),可以使用多个瓦特表来测量三相系统中的真实功率。
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