Wattímetro: Visão geral completa com 2 variantes

Definição de wattímetro:      

A wattímetro é feito de uma bobina de corrente que carrega a corrente de carga e uma bobina de tensão ou bobina de pressão. Essas bobinas carregam uma corrente proporcional a ela e em fase com a tensão mostrada na figura.

A bobina de tensão é freqüentemente referida como bobina de pressão. Indutância na bobina de tensão, a corrente é minimizada porque faz com que a corrente da bobina de tensão fique atrás da tensão aplicada. Para superar isso, uma resistência não indutiva é conectada em série com a bobina de tensão, conforme mostrado na figura acima.

Wattímetro geraet
Wattímetro, crédito de imagem - UlfbastelWattímetro geraet, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons

Princípio de funcionamento de um wattímetro eletrodinâmico:

Um instrumento PMMC (bobina móvel de ímã permanente) não pode ser usado em correntes ou tensões CA.

Para produzir um torque alternado, um fornecimento é fornecido para esses instrumentos. Mas devido à presença de momento de inércia no sistema em movimento, o ponteiro não consegue fazer essa mudança rápida e não exibirá essa leitura. Para isso, o campo magnético no gap deve mudar junto com a mudança da corrente para que o instrumento seja capaz de ler o sinal CA. Este princípio é usado nestes instrumentos, apenas o campo operacional é fornecido por bobinas condutoras de corrente em vez de ímãs.

A bobina móvel carrega uma corrente proporcional à tensão de alimentação. Ele é conectado através da alimentação, portanto, também chamado de bobina de tensão ou bobina de pressão. A bobina fixa é conectada em série com a carga e conduz uma corrente proporcional à carga. A bobina fixa também é chamada de bobina de corrente. Quando a bobina fixa transporta corrente, ela produz seu próprio fluxo e quando a bobina móvel transportadora de corrente é colocada neste fluxo, ela experimenta uma força, gerando o torque de deflexão necessário para desviar o ponteiro.

OPERAÇÃO DC:

V = tensão de alimentação

I1 = corrente de carga = corrente através da bobina fixa

I2 = corrente através da bobina móvel

Agora eu2 αV

A bobina fixa tem núcleo de ar, portanto, a densidade de fluxo produzida na bobina é diretamente proporcional à corrente através da bobina.

Portanto, B α I1

Agora, o torque de deflexão é proporcional à interação de duas quantidades, isto é, fluxo produzido pela bobina fixa e corrente através da bobina móvel.

Td αBI2

Td αI1I2

Td α VI1

Mas V1 é a energia consumida pela carga, portanto, o torque de deflexão é proporcional à energia consumida pela carga.

OPERAÇÃO AC:

Seja e = tensão instantânea na carga

            = Em pecado (ωt -Ø)

i1 = corrente de carga instantânea

    = corrente através da bobina fixa

Se a carga for de natureza indutiva,

i1 = Eum sin (ωt - Ø)

i2 = corrente instantânea através da bobina móvel

V = valor eficaz da tensão na carga

I1 = valor rms da corrente de carga

cosØ = fator de potência da carga

o torque de deflexão é proporcional à interação de dois fluxos; um produzido pela corrente i1 e outro por eu2

Td αi1i2

Mas eu2 α e conforme a bobina móvel atravessa o abastecimento

Td α ei

             α Em sinwt x Im sin (ωt - Ø)

             α ½ EmIm [cos (Ø) - cos (2ωt - Ø)]

            α ½ EmIm cos (Ø) - ½ EmIm cos (2ωt - Ø)

portanto, o torque médio é

Td α ½ EmIm assim

             α. . cosØ

Td α VI cos (Ø) onde V e I1 são valores rms. Mas VI1cos (Ø) é a energia consumida pela carga. Assim, o torque de deflexão é diretamente proporcional à potência consumida pela carga.

Tc α θ como controle da mola

Em estado estacionário, Td = Tc

                             Θ α VIcos (Ø)

Wattímetro do tipo dinamômetro vs Wattímetro do tipo indução:

   Wattímetro tipo dinamômetro            Wattímetro de indução
Este tipo de wattímetro pode ser usado em sistemas CA e CC
Em instrumentos cuidadosamente projetados, oferece alto grau de precisão.
Este wattímetro tem menos critérios de consumo de energia.
O peso do sistema de movimentação neste sistema é razoavelmente baixo
Isso está em escala uniforme.
Possui torque de trabalho relativamente mais fraco.
O tipo de wattímetro só pode ser usado em sistema CA.
O instrumento é menos preciso. É preciso apenas na frequência e temperatura estabelecidas
Este wattímetro de indução tem requisitos de consumo de energia mais elevados.
O peso do sistema de movimentação neste sistema é razoavelmente maior
Tem escala linear
O instrumento tem torque de trabalho comparativamente mais forte  

Explique o princípio de funcionamento de um instrumento de ferro móvel:

Os amperímetros e wattímetros de laboratório mais comumente usados ​​são do tipo de ferro móvel, existem dois tipos de instrumentos de ferro móvel -

uma. Movendo instrumentos de tipo de atração de ferro.

b. Instrumentos do tipo repulsão de ferro em movimento

 Instrumentos do tipo de atração de ferro em movimento -

Trata-se de uma bobina C fixa e uma peça de ferro D. A estrutura da bobina é plana e tem uma abertura do tipo ranhura estreita.

É um tipo de disco plano, que é montado excentricamente disposto no fuso e o fuso fica entre o rolamento de joia. Há um ponteiro sobre o fuso, que se move sobre uma escala graduada. O não. de espiras na bobina fixa estar sujeito ao alcance do aparelho. Mas, para a transmissão ter requisitos de corrente mais altos sobre a bobina, menos nenhum número de voltas é suficiente. O torque de controle é gerado pelas molas e também pelo controle da gravidade usado para instrumentos do tipo painel montados verticalmente. O torque de amortecimento é fornecido pela fricção do ar. A construção é mostrada abaixo:

Princípio de trabalho-

Quando a corrente está passando pela bobina é proporcional à quantidade a ser medida, a bobina se torna um eletroímã. O eletroímã atrai pedaços de ferro macio em sua direção; assim, produzindo torque de deflexão.

A peça de ferro macio ligada ao fuso, portanto, à medida que a porção de ferro é atraída, o fuso se desloca e, portanto, o ponteiro para o fuso é desviado. Se a direção da corrente for oposta, o campo magnético da bobina condutora de corrente será na direção oposta. Mas para qualquer direção do campo magnético, pedaços de ferro vão atrair para o ímã. Portanto, o torque de deflexão é sempre unidirecional. Daí estes instrumentos se adequam bem a medições de CA e CC.

 Instrumento do tipo eletrodinâmico:

  • Tipo de bobinas fixas - o campo uniforme essencial para a operação deste instrumento é gerado pela bobina fixa. Doravante, um campo uniforme criará adjacente ao centro dessa bobina.
  • Tipo de bobina móvel - Este é enrolado como uma bobina de auto-sustentação ou do tipo formador não metálico.
  • Tipo de torque de controle - o torque de controle é fornecido pelas molas.
  •  Bobina Móvel - a bobina móvel será montada no eixo de alumínio. É composto por mecanismo de contrapeso e um ponteiro específico.
  • Torque de amortecimento - o torque de amortecimento é fornecido pela fricção do ar. Esta será produzida com o auxílio de um par de palhetas de alumínio ligadas ao fuso na extremidade.
  • Mecanismo de Blindagem - Normalmente, o campo gerado no instrumento é muito fraco. O campo magnético da Terra afeta a leitura. Assim, a blindagem é empregada para reduzir o campo magnético disperso no local selecionado.
  • Os casos e escalas - Isso geralmente polido de madeira ou caixas de metal e caixa rígida. 

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