Методика эксперимента. Как известно из теории переменного тока, средняя мощность на участке цепи выражается так:
Как известно из теории переменного тока, средняя мощность на участке цепи выражается так:
W= Iэф× Uэф× cos j , (6.22)
где Iэф и Uэф – эффективные значения силы тока и напряжения на участке цепи; φ– угол сдвига фаз между током и напряжением.
Если 
, Iэф , Uэф экспериментально определены, то cosφ может быть вычислен из соотношения (6.22). Измерение величин Iэф и Uэф производится непосредственно соответствующими измерительными приборами. Среднее значение мощности может быть измерено при помощи ваттметра.
 |
Существует ряд конструкций ваттметров. Ниже приводится описание ваттметра электродинамической системы.
Ваттметр рис. 6.2 состоит из двух катушек: неподвижной 
и подвижной 
(вращающейся). Неподвижная катушка с малым сопротивлением включается в цепь последовательно с тем участком рис. 6.3, в котором надо произвести измерение мощности. Подвижная катушка с большим сопротивлением включается параллельно исследуемому участку цепи. Если по катушке L1 и по исследуемому участку цепи течет ток
,
где 
– амплитудное значение тока (А); ω – циклическая частота ( 
); t – время (с), то ток в катушке пропорционален разности потенциалов этого участка. Эта разность потенциалов в общем случае не в фазе с током и, следовательно, может быть записана в виде
.
Если считать, что катушка имеет омическое сопротивление R, то согласно закону Ома, ток в катушке будет:
.
Из взаимодействия проводников, с токами (рис. 6.2), следует, что мгновенное значение вращательного момента электрических сил, приложенных к подвижной рамке ваттметра, будет
,
где K – коэффициент пропорциональности.
Из этой формулы видно, что М есть функция времени. Вращающаяся система ваттметра обладает большим периодом и значительным затуханием. Ее устойчивое отклонение от положения равновесия при прохождении тока через рамку определяется равенством момента сил пружинок и среднего значения момента электродинамических сил 
.
Подставив значение момента М и произведя интегрирование, будем иметь:
где А – коэффициент пропорциональности.
Таким образом, среднее за период значение момента, определяющее угол поворота подвижной рамки, пропорционально средней мощности W, развиваемой переменным током в том участке цепи, к которому подключен ваттметр
.
Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 732;