Како правилно повезати ватметар у ДЦ коло

Има ватметар за називну струју од 5 А и називни напон од 300 В. Како га прикључити на електричну мрежу?

Ако је струја оптерећења Азк мања од дозвољене струје, односно у овом случају мања од 5 А, и ако је напон у мерном колу мањи од дозвољеног напона намотаја, односно мањи од 300 В, онда склопно коло има следећи облик (слика 1, а): прво укључите серијски калем ватметра — сакупите струјни круг (приказано на слици подебљаном линијом), затим сакупите напонско коло, за ово почетак напонског намотаја ватметра је спојен на краткоспојник К на почетак струјног намотаја спојеног на један од мрежних терминала, а крај напонског намотаја повезан на други терминал мреже.

Слика 1. Шеме за повезивање ватметра: а — директно у мрежу исправно, б — погрешно, в — у мрежу са високим напоном и великом струјом.

Понекад када је у њему укључено коло укључују отпор скакачи (слика 1, б).То се не може учинити, јер у овом случају кроз краткоспојник пролази радна струја, а не мала струја напонског кола, као у шеми о којој је раније било речи. Поред тога, у струјном колу намотаја ватметра, који има низак отпор, додаје се отпор самог скакача и два отпора контактних прелаза. Све ово доводи до појаве додатне грешке у мерењу снаге.

Ако скала уређаја није калибрисана у јединицама снаге (на пример, у вишеграничном електродинамичком ватметру), али има одређени број подела Н, онда за мерење снаге на овој граници мерења, вредност поделе ватметар се мора одредити по формули:

СН = АзнУн/ Х,

где Ун — називни напон ватметра или граница мерења напона, Азн — струја ватметра или граница мерења струје, А, Н — број подела скале ватметра (обично 100 или 150).

Нека је дат ватметар са Ун = 150 В, Азн = 5 А и н= 150. Тада је трошак поделе уређаја Цн = 150 к 5/150 = 5 В / див,

Да бисте одредили снагу према очитањима уређаја, потребно је очитавање уређаја у поделама скале н помножити са ценом по подеоку Цн:

П = нСн.

Ако је мрежни напон већи од дозвољеног напона напонског намотаја, а струја већа од дозвољене струје струјног намотаја, онда је потребно коло константне струје за повезивање уређаја користите додатни отпорник и мерни шант (слика 1, ц).

Како израчунати отпор додатног отпорника и шанта за повезивање ватметра на ДЦ коло

Вредност отпора шанта за повезивање ватметра за коло приказано на слици 1, ц, може се одредити по формули:

рв = ра (п — 1) = ра (Иа / Ин — 1),

где ра — отпор струјног намотаја ватметра, Охм, п Коефицијент ранжирања је и вредност отпора додатног отпорника је из израза рд = рв (к — 1) = рв (У / Ун — 1) ,

где је рв отпор напонске завојнице ватметра, ома.

На пример, за ватметар са називним напоном напонског намотаја Ун = 150 В и називном струјом струјног намотаја Азн = 5 А, укљученим у мерно коло са напоном од 220 В (слика 1, ц) на струја од око 20 А, потребно је да се израчунају отпори додатног отпорника и шанта.

Вредност отпора шанта рв = ρα /(20/5-1) = ρα /3,

тада је за повезивање ватметра потребан шант чији је отпор три пута мањи од отпора струјног кола ватметра. Отпор додатног отпорника ра = рв (220/150—1) =0,46 рв,

Стварна вредност снаге П = Пвпк, где је Пв очитавање ватметра ако је његова скала калибрисана у јединицама снаге.

Ако је ватметар повезан шантом, онда се вредност раздвајања може одредити на следећи начин:

Ц'н = (УнАзн / пк) = Цн к п к к

У датом примеру, п = 4 и к = 1,46, стога се очитавање ватметра мора помножити са 5,86 да би се одредила стварна вредност снаге, што је незгодно. Стога, при избору шанта и додатног отпорника, теже да коефицијенте к и п узму једнаке целим бројевима.

У овом примеру је згодно узети п = 5 и к = 2, тј.рв = ра / 4 и Рд=рв, тада се измерена вредност снаге може одредити множењем очитавања уређаја са 10. Нова вредност поделе ватметра биће једнака Ц'н= 150к 2 к 5 к 5/150 = 50 В/дел.,

где је 150 к 2 = 300 В нова граница мерења напона ватметра, 5 к 5 = 25 А је нова граница мерења струје ватметра.

Екстерни додатни отпорник треба укључити само после напонског намотаја ватметра, а не испред њега, у супротном потенцијал покретног намотаја у односу на стационарни може достићи вредности опасне за изолацију.