Chương 6: ĐO CƠNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG
6.1.2 Phương pháp đo trực tiếp dùng Watt kế điện động:
Watt kế điện động cĩ cấu tạo dựa trên cơ cấu điện động gồm cĩ cuộn dây tĩnh và cuộn dây di động. Cuộn dây tĩnh cịn gọi là cuộn dịng điện (cuộn dịng), được mắc nối tiếp với tải. Đặc điểm của cuộn dịng là số vịng dây ít nhưng cĩ tiết diện lớn. Cuộn
dây di động cịn gọi là cuộn điện áp (cuộn áp), được mắc song song với tải. Đặc điểm của cuộn áp là cĩ số vịng dây lớn nhưng tiết diện nhỏ, trong cuộn áp tồn tại điện trở nội RV. Khi cĩ dịng điện chạy qua hai cuộn dây này thì từ trường tương tác giữa hai cuộn dây sẽ khiến cuộn dây di động quay làm cho kim chỉ thị trên mặt đo cũng quay theo.
Phương trình đặc tính thang đo cho dịng điện một chiều của cơ cấu điện động:
α = KI.I1.I2
Gĩc quay kim chỉ thị cĩ sự liên hệ với các dịng điện chạy qua hai cuộn dây.
Nếu gọi dịng điện chạy qua cuộn dịng điện là IA và dịng điện chạy qua cuộn áp là IV thì gĩc quay α = KI.IA.IV (1)
Người ta thường mắc nối tiếp với cuộn áp một điện trở R để tăng nội trở của cuộn áp nhằm giảm nhỏ dịng điện chạy qua cuộn áp giúp tăng độ chính xác của Watt kế. Sai số càng giảm khi điện trở cuộn áp và R rất lớn so với điện trở tải.
Như vậy dịng điện chạy qua cuộn áp IV = R + RVVDC (2) Thay (2) vào (1) ta được:
α = KI.IA. R + RVVDC = R + RVKI VDC.IA = R + RVKI . P
Đặt K’ = R + RKI
V , ta được α = K’ . P
Như vậy gĩc quay α của kim chỉ thị tỉ lệ với cơng suất tiêu thụ trên tải, cơ cấu điện
động cĩ khả năng chỉ thị cơng suất theo độ lệch của kim.
Cách 1: Cuộn áp mắc trước cuộn dịng
O
V3 V2 V2
V1
ϕ
IA: Dịng điện chạy qua cuộn dịng [A] IV: Dịng điện chạy qua cuộn áp [A]
Cuộn áp được mắc trước cuộn dịng do vậy nội trở của cuộn dịng sẽ ảnh hưởng đến
độ chính xác kết quả đo.
Cách 2: Cuộn áp mắc sau cuộn dịng
Sơ đồ nối dây:
IA: Dịng điện chạy qua cuộn dịng [A] IV: Dịng điện chạy qua cuộn áp [A]
Cuộn áp được mắc sau cuộn dịng do vậy nội trở cuộn áp sẽ ảnh hưởng đến độ
chính xác kết quả đo. Sai số càng giảm khi nội trở cuộn áp và R càng lớn hơn so với
điện trở tải RL.