Tots els equips i màquines elèctriques treballen en el subministrament d’energia elèctrica i dissipen grans quantitats d’energia. La potència subministrada se sol mesurar en termes de watts mitjançant un dispositiu, és a dir, el wattímetre. Un wattímetre també s’anomena mesurador de deflexió que s’utilitza principalment en laboratoris elèctrics. No només mesura la potència en termes de watts, sinó que també mesura en termes de quilowatts i megawatts. El wattmetre sol estar format per dues bobines de corrent 'CC' que normalment es connecten en sèrie amb corrent de càrrega i una bobina de tensió / pressió / potencial 'PC', aquesta bobina sol connectar-se a través del circuit de càrrega. La potència elèctrica es pot representar de tres formes reals poder , potència reactiva i potència aparent. El següent article descriu el mètode de dos wattímetres en condicions de càrrega equilibrada.
Què és el mètode de dos wattímetres?
A trifàsic El mesurador de dos watts mesura el corrent i la tensió de qualsevol de les 2 línies d'alimentació de 3 fases corresponents a la 3a línia d'alimentació de 3 fases. Es diu que el wattímetre de 3 fases 2 es troba en una condició de càrrega equilibrada si el corrent de cada fase es retarda en un angle 'φ' amb tensió de fase.
Construcció del mètode de dos wattímetres
La potència trifàsica d’un circuit trifàsic es pot mesurar de 3 maneres:
- Mètode de 3 wattímetres
- Mètode de 2 wattímetres
- Mètode d'1 wattímetre.
El concepte principal de 2 wattímetres amb tensió trifàsica és equilibrar la càrrega trifàsica satisfent la condició de retard de corrent en un angle ‘φ’ amb la fase de tensió. A continuació es mostra el diagrama esquemàtic del wattímetre 3 fase 2
Esquema de connexions
Consta de 2 wattímetres com W1 i W2, on cada wattímetre té una bobina de corrent ‘CC’ i una bobina de pressió ‘PC’. Aquí, un extrem del wattímetre ‘W1’ està connectat al terminal ‘R’, mentre que un extrem del wattímetre ‘W2’ està connectat al terminal ‘Y’. El circuit també consta de 3 inductors ‘Z’ que es construeixen en una topologia estel·lar. Els 2 extrems dels inductors estan connectats a 2 terminals d’un wattmetre mentre que el tercer terminal de l’inductor està connectat a B.
Derivació del mètode de dos wattímetres
Dos wattímetres s'utilitzen per determinar dos paràmetres principals que són,
Considereu la càrrega utilitzada com a càrrega inductiva que es representa seguint el diagrama de fasors, tal com es mostra a continuació.
Diagrama de fasor
Les tensions VRN,VIN,i VBNsón elèctricament 1200en fase l'una amb l'altra, podem observar que la fase actual es queda enrere a la “φ0”Angle amb fase de tensió.
El corrent en wattímetre W1es representa com
IN1= JoR...... .. (1)
on joRés actual
La diferència de potencial entre la bobina W1 del wattímetre es dóna com a
IN1= ~ VRB= [~ VRN- ~ VBN] ......... (2)
On VRNi VBN són tensions
La diferència de fase entre la tensió ‘VIB'I actual' JoI'Es dóna com (300+ φ)
Per tant, la potència mesurada pel wattímetre es dóna com a
IN2= VIBJoIcos (300+ φ) ………… .. (3)
En condicions de càrrega equilibrada,
JoR= JoI= JoB= JoLi ………… .. (4)
VRY= VIB= VBR= VL............ (5)
Per tant, obtenim lectures de wattmetre com
IN1= VLJoLcos (300- φ) i ……………. (6)
IN2= VLJoLcos (300+ φ) …………… .. (7)
Derivació de potència total
La lectura total del wattímetre es dóna com a
IN1+ O2= VLJoLcos (300- φ) + VLJoLcos (300+ φ) ………… .. (8)
= VLJoL[cos (300- φ) + cos (300+ φ)]
= VLJoL[cos 300cos φ + sense 300sense φ + cos 300cos φ - sense 300sense φ]
= VLJoL[2 cos 300cos φ]
= VLJoL[(2 √3 / 2) cos 300cos φ]
= √3 [ VLJoLcos φ] ……… (9)
W1 + W2 = P… .. (10)
On ‘P’ és la potència total observada en una condició de càrrega equilibrada trifàsica.
Derivació del factor de potència
Definició : És la relació entre la potència real observada per la càrrega i la potència aparent que flueix al circuit.
El factor de potència de la condició de càrrega equilibrada trifàsica es pot determinar i derivar de les lectures de wattímetres de la següent manera
A partir de l’equació 9
W1 + W2 = √3 VLJoLcos φ
Ara W1 - W2 = VLJoL[cos (300- φ) - cos (300+ φ)]
= VLJoL[cos 300cos φ + sense 300sense φ - tics 300cos φ + sense 300sense φ]
= 2 VLJoLsense 300sense φ
W1 - W2 = VLJoLsense φ ............ .. (11)
Dividint les equacions 11 i 9
[W1 - W2 W1 + W2] = VLJoLsense φ / √3 VLJoLcos φ
Tan φ = √3 [W1 - W2 W1 + W2]
El factor de potència de la càrrega es dóna com a
cos φ = cos tan-1 [√3] [W1 - W2 W1 + W2] ......... (12)
Derivació de potència reactiva
Definició : És la proporció entre la potència complexa corresponent a l’emmagatzematge i la reactivació de l’energia en lloc del consum.
Per obtenir potència reactiva, multiplicem l’equació 11 per
√3 [W1 - W2] = √3 [ VLJoLsense φ] = Pr
Pàgr= √3 [W1 - W2] …………. (13)
On Prés la potència reactiva obtinguda a partir de 2 wattímetres.
Taula de mètodes de dos wattímetres
Les observacions del mètode de dos wattímetres es poden observar pràcticament seguint la taula.
| S. NO | Voltatge VL (volts) | IL actual (amplificador) | Potència W1 (watts) | Potència W2 (watts) | Potència total P = W1 + W2 | Power Factor = cos φ |
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| 3 |
Precaució
A continuació es detallen les precaucions a seguir
- Les connexions s’han de fer estretament
- Eviteu l'error axial paral·lel.
Avantatges de dos wattímetres
Els avantatges següents són:
- Tant la càrrega equilibrada com la desequilibrada es poden equilibrar mitjançant aquest mètode
- En una càrrega connectada en estrella, és opcional connectar punt neutre i wattímetre
- En un delta, no cal obrir les connexions de càrrega connectades per connectar el wattímetre
- La potència trifàsica es pot mesurar mitjançant dos wattímetres
- Tant la potència com el factor de potència es determinen en condicions de càrrega equilibrada.
Desavantatges de dos wattímetres
Els següents són els desavantatges
- No apte per a sistemes trifàsics i de 4 fils
- Els bobinatges primaris W1 i els bobinats secundaris W2 s’han d’identificar correctament per evitar resultats incorrectes.
Aplicacions de dos wattímetres
Les següents són les aplicacions
- Els wattmeters s’utilitzen per mesurar el consum d’energia de qualsevol aparell elèctric i verificar-ne la potència.
Preguntes freqüents
1). Què és un WattMeter?
Un wattímetre és un dispositiu elèctric que s’utilitza per mesurar la potència elèctrica dels equips elèctrics.
2). Quines són les unitats de poder?
La potència es pot mesurar mitjançant wattímetre en un rang de watts, quilowatts, mega watts.
3). Què és la condició equilibrada en vattímetre de tres fases?
Es diu que el wattímetre de 3 fases 2 es troba en una condició de càrrega equilibrada si el corrent de cada fase es retarda en un angle φ amb la tensió de fase.
4). Quina és l'equació de potència del vattímetre de 3 fases dues?
L'equació de potència es dóna com P = √3 VL IL cos φ
5). Quin és el factor de potència del wattímetre de tres fases?
El factor de potència es dóna com cos φ = cos tan-1 √3 [([[W1- W2] [W1 + W2])
6). Quina és l’equació de la potència reactiva de 3 fases de dos vattímetres?
La potència reactiva es dóna com Pr = √3 (W1- W2)
Tot el dispositiu elèctric dissipa l'energia quan es subministra energia elèctrica; aquesta potència es pot mesurar mitjançant un dispositiu elèctric anomenat wattímetre, que sol mesurar en watts / quilowatts / megawatts. La potència trifàsica d’un circuit trifàsic es pot mesurar utilitzant 3 maneres mitjançant el mètode de 3 wattímetres, el mètode de 2 wattímetres i el mètode d’un wattímetre. Aquest article descriu 3 fase 2 wattmetre en condicions de càrrega equilibrada. Aquesta condició és vàlida si el corrent de cada fase es desfà en un angle φ amb tensió de fase. El principal avantatge d’aquest mètode és que pot mesurar condicions de càrrega tant equilibrades com desequilibrades.
