Kỹ thuật đo lường điện tử - Chương 5

Đo công suất I. Khái niệm chung Công suất là đại l-ợng cơ bản của các hiện t-ợng và quá trình vật lý nói chung và của các hệ thống điện tử nói riêng, do vậy việc xác định công suất là phép đo quan trọng và phổ biến. Trong thực tế, ng-ời ta phân công suất thành các loại nh- sau: + Công suất thực (công suất hữu công):
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật đo lường điện tử - Chương 5 Ch−¬ng 5: §o c«ng suÊt Ch−¬ng 5: §o c«ng suÊtI. Kh¸i niÖm chung C«ng suÊt lµ ®¹i l−îng c¬ b¶n cña c¸c hiÖn t−îng vµ qu¸ tr×nh vËt lý nãi chungvµ cña c¸c hÖ thèng ®iÖn tö nãi riªng, do vËy viÖc x¸c ®Þnh c«ng suÊt lµ phÐp ®oquan träng vµ phæ biÕn. Trong thùc tÕ, ng−êi ta ph©n c«ng suÊt thµnh c¸c lo¹i nh− sau: + C«ng suÊt thùc (c«ng suÊt h÷u c«ng): P + C«ng suÊt ph¶n kh¸ng (c«ng suÊt v« c«ng): Q + C«ng suÊt biÓu kiÕn (c«ng suÊt danh ®Þnh): S D¶i ®o cña c«ng suÊt tõ 10-20 W ®Õn 1010 W vµ d¶i tÇn tõ 0 tíi 109 Hz * §èi víi m¹ch ®iÖn mét chiÒu c«ng suÊt thùc P ®−îc tÝnh theo mét trong c¸cc«ng thøc sau ®©y: P = I2.R P = U2 / R P = U.I P = k.q Trong ®ã: I lµ dßng trong m¹ch U lµ ®iÖn ¸p r¬i trªn phô t¶i cã ®iÖn trë R q lµ l−îng nhiÖt to¶ ra trªn phô t¶i trong mét ®¬n vÞ thêi gian k lµ hÖ sè * §èi víi m¹ch ®iÖn xoay chiÒu mét pha T T 1 1 P = .∫ pdt = ∫ u.idt T0 T0 trong ®ã: p, u, i lµ c¸c gi¸ trÞ tøc thêi cña c«ng suÊt, ¸p vµ dßng T lµ chu kú Nh− vËy c«ng suÊt t¸c dông trong m¹ch xoay chiÒu mét pha ®−îc x¸c ®Þnhnh− lµ mét gi¸ trÞ trung b×nh cña c«ng suÊt trong mét chu kú T NÕu dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p cã d¹ng h×nh sin th× c«ng suÊt ®−îc tÝnh theo c«ngthøc: P = U.I.cosϕ Q = U.I.sinϕ S = U.I Trong ®ã: U, I lµ c¸c gi¸ trÞ hiÖu dông ϕ lµ gãc lÖch pha gi÷a dßng vµ ¸p trªn phô t¶i cosϕ ®−îc gäi lµ hÖ sè c«ng suÊtII. Dông cô ®o c«ng suÊt trong m¹ch mét pha Tõ c«ng thøc tÝnh P ta cã thÓ thÊy ngay r»ng ®Ó ®o c«ng suÊt cña m¹ch métchiÒu trªn phô t¶i R th× cã thÓ sö dông c¸c cÆp dông cô nh− sau: + Ampe kÕ vµ V«n kÕ Khi ®ã P = U.I víi U vµ I lµ kÕt qu¶ chØ thÞ trªn V«n kÕ vµ Ampe kÕ 67BomonKTDT-§HGTVT + Ampe kÕ vµ Ohm kÕ Khi ®ã P = I2.RChó ý: PhÐp ®o R thùc hiÖn khi kh«ngnèi nguån (®o nguéi) + V«n kÕ vµ Ohm kÕ Khi ®ã P = U2/R Tuy nhiªn, do sö dông nhiÒu dôngcô nªn sai sè cña phÐp ®o kh¸ lín. Trªnthùc tÕ ng−êi ta sö dông c¸ch ®o trùc tiÕpc«ng suÊt b»ng ®ång hå Oat kÕ(Wattmeter). D−íi ®©y lµ mét sè lo¹i OatkÕ phæ biÕn ®o c«ng suÊt mét chiÒu vµxoay chiÒu mét pha.1. Oat kÕ ®iÖn ®éng Oat kÕ ®iÖn ®éng (hoÆc s¾t ®iÖn®éng) lµ dông cô c¬ ®iÖn ®Ó ®o c«ngsuÊt thùc trong m¹ch ®iÖn mét chiÒuhoÆc xoay chiÒu mét pha. CÊu t¹o Cuén Cuén dßng dßngchñ yÕu cña Oat kÕ ®iÖn ®éng lµ c¬cÊu chØ thÞ ®iÖn ®éng. H×nh bªn lµ cÊu t¹o vÒ mÆt Cuén ¸p Nguån T¶iNguyªn t¾c vµ h×nh d¹ng thùc tÕ cñamét oat kÕ. * B A * Ru Iu R Ux Rp Ho¹t ®éng: xÐt s¬ ®å Nguyªnt¾c cña Oat kÕ ®iÖn ®éng nh− h×nhtrªn A lµ cuén d©y tÜnh m¾c nèi tiÕpvíi ®iÖn trë t¶i R B lµ cuén d©y ®éng m¾c song song víi nguån cung cÊp Rp lµ ®iÖn trë phô Ru lµ ®iÖn trë cña b¶n th©n cuén ®éng68 Ch−¬ng 5: §o c«ng suÊt Khi cã ®iÖn ¸p U ®Æt lªn cuén d©y ®éng (tøc lµ dßng qua cuén ®éng lµ I2 tØ lÖvíi U) vµ dßng ®iÖn I ®i qua phô t¶i R (tøc lµ dßng qua cuén tÜnh I1 chÝnh lµ dßng I).Sù t−¬ng t¸c gi÷a c¸c tr−êng tõ ®−îc t¹o ra bëi c¸c cuén d©y sÏ lµm kim cña OatmetlÖch ®i mét gãc α * §èi víi m¹ch ®iÖn mét chiÒu, theo c«ng thøc tÝnh gãc lÖch cña dông cô ®iÖn®éng ta cã: dM 12 1 α= .I1.I 2 . dα D trong ®ã: I1 = I U I2 = Ru + Rp dM 12 = const g/s: dα ⇒ α = K .U .I = K .P dM 12 1 K= = const . D.( Ru + Rp ) dα Víi: D: momen c¶n riªng cña lß xo ph¶n kh¸ng I1, I2: dßng qua cuén tÜnh vµ cuén ®éng M12: hç c¶m gi÷a 2 ...