Wattmeters: tipus i aplicació, diagrama de connexió, característiques d'ús

Cada consumidor, alimentat per una xarxa elèctrica, consumeix una mica d’energia. L’energia caracteritza en aquest cas la velocitat de la xarxa elèctrica que realitza el treball necessari per al funcionament d’un determinat dispositiu o circuit, que s’alimenta des d’aquesta xarxa. Per descomptat, la xarxa ha de ser capaç de proporcionar aquesta potència i no ser sobrecarregada al mateix temps, en cas contrari, es pot produir un accident.

Per mesurar el consum d'energia en circuits de corrent altern s'utilitzen dispositius especials: wattmetre. Els wattmeters mostren el consum d’energia actual i, fins i tot, alguns són capaços de calcular la quantitat d’energia en quilowatts hores consumits en un temps determinat mentre el consumidor estava treballant. En aquest article, considerarem diversos tipus de comptadors de potència.

Els watts són utilitzats en diverses indústries i llars, especialment en la indústria elèctrica i en enginyeria mecànica. A més, els comptadors de potència solen ser útils en la vida quotidiana.

S'utilitzen per determinar la potència de diversos electrodomèstics, per calcular el cost aproximat de l'electricitat al mes, per diagnosticar dispositius, provar xarxes i simplement com indicadors visuals. Hi ha wattmetres de panell, wattmeters en forma d’adaptadors de xarxa, wattmeters digitals i analògics.

El principi de funcionament d’aquests dispositius en general és simple: es mesura la tensió d’alimentació i el consum de corrent i es defineix la potència com a producte d’aquests valors, tenint en compte el factor de potència del circuit en estudi. El factor de potència està determinat per la diferència de fase entre corrent i tensió. Els wattmeters digitals mostren les lectures a la pantalla o les graven en forma digital i les analògiques s’indiquen amb una fletxa a l’escala.

Wattmetre analògic

Els dispositius analògics inclouen wattmeters d’un sistema electrodinàmic. El seu treball es basa en la interacció d’un parell de bobines, la primera de les quals és estacionària i la segona és mòbil, és a dir, pot desviar-se cap al costat. Una bobina fixa està connectada a un corrent, i una bobina en moviment està connectada a un voltatge.

La bobina fixa té un nombre reduït de voltes i es connecta en sèrie al circuit de mesura de potència, mentre que la bobina en moviment té un nombre molt més gran de voltes i es connecta a través d’una resistència paral·lela a l’instrument en estudi.

Com més gran sigui el corrent que circula per la bobina fixa, més fort és el seu camp magnètic que desvia la bobina en moviment associada a la fletxa. L’escala es calibra en watts. Com ja heu entès, aquí es tenen en compte automàticament el factor de corrent, tensió i potència del circuit.

Dispositiu de mesurador de potència:

Diagrama de connexió en Wattmetre:

Diagrama de connexió en Wattmetre de la portada del dispositiu D5065:

Wattmeters digitals

Un mesurador de potència digital funciona completament diferent. El corrent es mesura indirectament segons la llei d’Ohm mitjançant l’estimació de la caiguda de tensió a través d’un shunt calibrat, i el voltatge es mesura mitjançant un voltímetre digital. Sensor de corrent pot ser que no sigui necessàriament un shunt, sinó que també sigui un transformador de corrent.

Els paràmetres de corrent i tensió instantanis mesurats pel circuit són processats per un microprocessador, que calcula la potència consumida a partir d’aquestes dades, així com la quantitat total d’electricitat que va consumir el consumidor durant la mesura. El resultat es mostra a la pantalla digital del dispositiu.

Els dispositius analògics sovint es poden trobar en forma de panell, productes modulars i digitals, en forma d'equips professionals i dispositius portàtils.

Mesurador d’energia domèstica

Un exemple molt comú de simple wattmetre digital és wattmetre domèstic en forma d’adaptador de xarxa: un adaptador.Està dissenyat per controlar el consum d'energia, així com per avaluar ràpidament el cost de l'electricitat a casa. El mesurador d’energia s’insereix a la presa des de la qual s’acostuma a alimentar el dispositiu, el consum del qual s’ha d’esbrinar. A continuació, s’introdueix el connector del propi dispositiu a la presa del wattmetre.

Al prémer el botó corresponent, el wattmetre comença a comptar el temps i registra la quantitat d’electricitat consumida a partir d’aquest moment, és a dir, l’energia que es va donar a través de la seva sortida. El cost de l’electricitat es considera immediatament si el preu de quilowatts hores està predefinit. Mentre el dispositiu funciona i el comptador de potència mesura la potència, el cost de la pantalla s'actualitza periòdicament. Aquest tipus de comptador de potència és capaç de mesurar potències de fins a 3600 watts.

Cal inserir el dispositiu en una presa d’alimentació i introduir-hi un endoll: la pantalla inicia immediatament el compte enrere i, en temps real, es mostra el consum d’energia. Mitjançant els botons, podeu canviar el paràmetre visualitzat de corrent a corrent, a tensió, per veure potència màxima, potència mínima, etc.

A més, la pantalla mostra la freqüència de CA a la presa de sortida. Definint el cost d’un quilowatt-hora d’electricitat, utilitzant un wattmetre domèstic, podeu estimar el cost de l’electricitat que consumeix un refrigerador, un ordinador, un ventilador, un aire condicionat, un escalfador, un escalfador d’aigua, etc.

Mesuradors professionals

Els comptadors de potència professionals tenen una funcionalitat avançada i una classe de precisió més gran. Aquests dispositius permeten provar instruments de mesura més senzills, i ells mateixos són capaços de mesurar la potència en una gamma molt més àmplia de corrents, tensions i freqüències que els domèstics.

Un wattmetre professional costa més que qualsevol dispositiu estacionari d'aquesta classe, simplement a causa dels requisits augmentats per a la precisió i la qualitat de les mesures. Sovint, els comptadors de potència professionals no són crítics per a la forma del corrent, poden mesurar corrents alterns i constants, sinusoïdals, rectangulars, polsants i dentats, alhora que es calcula el consum d’energia amb una indicació del factor de potència i la naturalesa de la càrrega (activa, inductiva, capacitiva, mixta). Disponible tant per a circuits monofàsics com trifàsics.

Wattmetre analògic com a part d'un equip de mesurament de laboratori professional K540:

Wattmeters del panell

Per realitzar mesures i indicar potència activa i reactiva en xarxes de corrent altern trifàsic o monofàsic, són útils els wattmetres integrats. L’indicador mostra el valor d’energia actual en forma de números a la pantalla, que normalment poden tenir fins a quatre dígits per assegurar una precisió suficientment alta. L’aparell té la forma d’una mena de capçal de mesura muntat en un carcassa.

L’ús habitual de comptadors d’energia d’aquest tipus són els panells indicadors de diversos dispositius elèctrics que funcionen a les xarxes amb una freqüència de 50 Hz, és a dir, aquells en què el mesurador d’energia s’instal·la estacionàriament i ja no s’elimina. Es pot combinar el wattmetre amb circuits electrònics que ajusten el funcionament del circuit en el qual s’instal·la depenent de la dinàmica del consum d’energia activa o reactiva.