Вимірювачі потужності. Вимірювальні прилади та інструменти

Яким приладом вимірюють потужність? Питання досить актуальне, так як в даний час електрична мережа є всюди. Без електрики практично не працює нічого. Не дивно, що це призвело до величезної популярності приладів, що вимірюють показники таких мереж. Важливий факт - вимірювання потужності можна провести тільки у ватах. Однак у деяких випадках виникає потреба перекладу вата в кіловат. Найчастіше це робиться для зручності розрахунків.

Загальний опис електричних мереж

Потужність - це один з трьох основних параметрів, який характеризує електричну мережу. Цей параметр відображає те кількість роботи, яку виконує сила струму за одну одиницю часу. Тут важливо розуміти, що загальна потужність всіх включених приладів у мережу не повинна перевищувати ту, яка подається постачальником. Якщо це станеться, то можливі негативні наслідки, починаючи з виходу з ладу устаткування і закінчуючи коротким замиканням і подальшою пожежею. Для того щоб уникнути таких неприємностей, були винайдені вимірювачі потужності, які називаються ватметрами.


Тут важливо розуміти, що в ланцюзі постійного струму виміряти цей параметр можна і без використання цього приладу. Для цього використовують множення. Перемножуються значення напруги і сили струму в ланцюзі. Однак обійтися тим же самим методом кола змінного струму не вийде. Саме для таких мереж і були винайдені вимірювальні прилади та інструменти.

Використання апаратури

Основними джерелами, що використовують ці агрегати, стали майстерні, що займаються ремонтом електричних приладів. Активно використовують ватметри та електроенергетичної промисловості, а також машинобудування. Ще однією досить поширеною моделлю стали побутові прилади. Основними покупцями таких виробів стали любителі електроніки, власники комп'ютерів або просто люди, які хочуть економити на електроенергії.


Один невеликий факт. У деяких випадках доводиться проводити перетворення ват у кіловати. Найчастіше це робиться в промислових галузях, де потужність настільки велика, що, якщо вимірювати її Вт, то значення будуть занадто великі. При перекладі одиниць вимірювань є таке правило: 1000 ВТ - це 1 кВт. Найчастіше пристрої застосовуються для таких цілей, як:

визначення потужності окремого агрегату;

тестування всієї електричної ланцюга або її окремих частин;

контроль працездатності пристроїв;

облік споживання електроенергії всіма підключеними пристроями.

Короткий опис типів приладів

Тут важливо почати з того, що, перш ніж почати вимірювати потужність, зазвичай вимірюють силу струму і напругу. Базуючись на обраному способі вимірювання, подальшому перетворенні і виведення отриманих даних, розрізняють такі види вимірювальних приладів і інструментів, як цифрові і аналогові. Аналогові типи приладів відрізняються тим, що вони мають напівкруглу шкалу, а також рухому стрілку. Вони також поділяються на дві більш дрібних групи - самопишущие і показують. Ці прилади відображають потужність лише активної ділянки ланцюга. Вимірювання прилад веде у ватах (Вт).
Цифрові вимірювачі потужності (ватметри) можуть використовувати для вимірювання активної та реактивної потужності. До того ж у цього апарату функціонал набагато ширше, так як на його табло виводиться показник не тільки потужності, а також сили струму, напруги і витрати енергії в часі. Ще одна перевага полягає в тому, що виведення всіх значень можна робити віддалено, тобто на комп'ютер оператора.

Суть роботи аналогових приладів

Якщо говорити про пристрої аналогового типу для вимірювання потужності, то найбільш точними і часто використовуваними стали пристосування електродинамічної системи. Принцип дії цього вимірювача потужності ґрунтується на роботі двох котушок. Одна з них характеризується тим, що вона не рухається, її опір мало, як і число витків. А ось обмотка, навпаки, досить товста. Другий примірник протилежний першому. Тобто котушка рухається, товщина обмотки низька, а ось число витків досить велике, з-за чого опір також підвищено. Підключення цього приладу здійснюється паралельно навантаженню. Для того щоб уникнути виникнення короткого замикання між внутрішніми котушками пристрою, прилад забезпечується додатковим опором.

Суть роботи цифрових пристроїв

Принцип дії цих вимірювачів потужності складніше, ніж у попереднього типу. Причиною тому стало те, що потужність вимірюється не безпосередньо. Основа роботи пристрою полягає в тому, що спочатку проводяться попередні вимірювання сили струму і напруги. Для того, щоб їх провести, потрібно послідовно навантаженні підключити датчик струму, а паралельно - датчик напруги. Виконані ці агрегати можуть бути на базі термісторів або вимірювальних трансформаторів. Миттєві значення, отримані за допомогою аналого-цифрового перетворювача, передаються на мікропроцесор, наявний у вимірювача. У цьому моменті виробляються необхідні розрахунки, завдяки яким можна отримати значення активної і реактивної потужності. Підсумкові результати всіх вимірювань видаються на дисплей цього приладу, а також на дисплей тих пристроїв, які підключені до нього. Оптична потужність не вимірюється цими видами приладів.

Побутові пристосування

На сьогоднішній день досить розповсюдженим і зручним приладом в побуті став ватметр, за допомогою якого можна виміряти витрату електричної енергії в будинку. Дана модель є портативною версією пристрою, за допомогою якої вимірюється потужність на окремій ділянці. Завдяки цьому стає можливим порахувати матеріальні витрати, які підуть на електроенергію, якщо залишити працювати мережа з такими ж параметрами. Дане пристосування досить зручно, якщо необхідно розпланувати витрати коштів, а також допоможе провести оптимізацію деяких ділянок домашньої ланцюга.

Побутові ватметри

Цей агрегат відноситься до цифрової групі приладів. За своїм зовнішнім виглядом він сильно нагадує адаптер або ж перехідник, який володіє дисплеєм індикаторного типу. Крім того, на корпусі розташовано декілька кнопок, керуючих роботою пристрою. Основне призначення цього приладу - реєстрація та виведення на екран результатів споживання потужності будь-яким побутовим приладом, який підключається до мережі через нього. Таких параметрів досить багато, і це не тільки споживана потужність. Якщо ввести конкретний тариф, то пристрій може навіть показати кількість матеріальних засобів, які будуть сплачені за роботу саме цього приладу. Воно може також фіксувати потужність випромінювання.

Функції приладу

Крім звичайних показників цей прилад здатний зафіксувати такі значення, як пікова потужність і пікове значення сили струму. Крім цього є і кілька інших функцій. Пристрій показує поточний час, може працювати як звичайні годинник реального часу. Ще одна можливість використання апарату - звукова сигналізація, яка спрацює, якщо прилад почне споживати більшу кількість потужності, що користувач задасть вручну. Кнопки, наявні на приладі, можуть бути використані для того, щоб вручну налаштовувати функції роботи пристрою. Є можливість виставити максимально допустиму потужність випромінювання, виставити вартість кіловата за годину і т. д. В плані експлуатації цей прилад дуже простий. Для його роботи необхідно підключити його до мережі, тобто увіткнути в розетку. Далі необхідно підключити штепсель досліджуваного приладу до цього побутового ваттметру. Відображення всіх параметрів підключеного пристрою розпочнеться автоматично. З основних параметрів цього приладу можна виділити те, що до нього можна підключити практично будь-яку побутову техніку. Загальна максимальна потужність приладів не повинна перевищувати показника в 3600 Вт. Також не можна перевищувати показник сили струму в 16 А.