Wattmetri: tipi e applicazioni, schema di collegamento, caratteristiche d'uso

Ogni consumatore, alimentato da una rete elettrica, consuma energia. La potenza caratterizza in questo caso la velocità della rete elettrica che esegue il lavoro necessario per il funzionamento di un particolare dispositivo o circuito, che è alimentato da questa rete. Naturalmente, la rete deve essere in grado di fornire questa potenza e non essere sovraccaricata allo stesso tempo, altrimenti potrebbe verificarsi un incidente.

Per misurare il consumo di energia nei circuiti a corrente alternata, vengono utilizzati dispositivi speciali: wattmetri. I wattmetri mostrano l'attuale consumo di energia e alcuni di essi sono persino in grado di calcolare la quantità di energia in chilowattora consumata in un determinato tempo mentre il consumatore stava lavorando. In questo articolo considereremo diversi tipi principali di misuratori di potenza.

I wattmetri sono utilizzati in svariati settori industriali e domestici, in particolare nel settore dell'energia elettrica e nell'ingegneria meccanica. Inoltre, i misuratori di potenza sono spesso utili nella vita di tutti i giorni.

Sono utilizzati per determinare la potenza di vari elettrodomestici, calcolare il costo approssimativo dell'elettricità al mese, diagnosticare i dispositivi, testare le reti e semplicemente come indicatori visivi. Ci sono wattmetri da pannello, wattmetri sotto forma di adattatori di rete, wattmetri digitali e analogici.

Il principio di funzionamento di questi dispositivi in ​​generale è semplice: vengono misurati la tensione di alimentazione e il consumo di corrente e la potenza viene definita come il prodotto di questi valori, tenendo conto del fattore di potenza del circuito in esame. Il fattore di potenza è determinato dalla differenza di fase tra corrente e tensione. I wattmetri digitali visualizzano le letture sul display o le registrano in forma digitale e quelle analogiche sono indicate da una freccia sulla bilancia.

Wattometri analogici

I dispositivi analogici includono wattmetri di un sistema elettrodinamico. Il loro lavoro si basa sull'interazione di una coppia di bobine, la prima delle quali è fissa, e la seconda è mobile, ovvero può deviare lateralmente. Una bobina fissa è collegata a una corrente e una bobina mobile è collegata a una tensione.

La bobina fissa ha un numero limitato di giri ed è collegata in serie al circuito di misurazione della potenza, mentre la bobina mobile ha un numero di giri molto maggiore ed è collegata attraverso un resistore parallelo allo strumento in studio.

Maggiore è la corrente che scorre attraverso la bobina fissa, più forte è il suo campo magnetico che devia la bobina mobile associata alla freccia. La bilancia è calibrata in watt. Come hai già capito, qui vengono automaticamente presi in considerazione la corrente, la tensione e il fattore di potenza del circuito.

Dispositivo misuratore di potenza:

Schema di collegamento del Wattmetro:

Schema di collegamento del Wattmetro dal coperchio del dispositivo D5065:

Wattometri digitali

Un misuratore di potenza digitale funziona in modo completamente diverso. La corrente viene misurata indirettamente secondo la legge di Ohm stimando la caduta di tensione attraverso uno shunt calibrato e la tensione viene misurata utilizzando un voltmetro digitale. Sensore di corrente potrebbe non essere necessariamente uno shunt, ma anche un trasformatore di corrente.

I parametri di corrente e tensione istantanei misurati dal circuito sono elaborati da un microprocessore, che calcola la potenza consumata sulla base di questi dati, nonché la quantità totale di elettricità consumata dal consumatore durante le misurazioni. Il risultato viene visualizzato sul display digitale del dispositivo.

I dispositivi analogici si trovano spesso sotto forma di pannelli, prodotti modulari e digitali - sotto forma di apparecchiature professionali e dispositivi portatili.

Misuratore di potenza domestica

Un esempio molto comune di un semplice wattmetro digitale è wattmetro domestico sotto forma di una scheda di rete - una scheda.È progettato per monitorare il consumo di energia, nonché per valutare rapidamente il costo dell'elettricità a casa. Il misuratore di potenza viene inserito nella presa dalla quale viene solitamente alimentato il dispositivo, il cui consumo deve essere noto. Quindi, la spina del dispositivo stesso viene inserita nella presa del wattmetro.

Premendo il pulsante corrispondente, il wattmetro inizia a contare il tempo e registra la quantità di elettricità consumata da quel momento, cioè l'energia che è stata fornita attraverso la sua presa. Il costo dell'elettricità viene immediatamente considerato se il prezzo di chilowattora è preimpostato. Mentre il dispositivo funziona e il misuratore di potenza misura la potenza, il costo sul display viene periodicamente aggiornato. Questo tipo di misuratore di potenza è in grado di misurare potenze fino a 3600 watt.

È necessario inserire il dispositivo in una presa di corrente e inserire una spina in esso: il display avvia immediatamente il conto alla rovescia e in tempo reale viene visualizzato il consumo di energia. Usando i pulsanti, puoi cambiare il parametro visualizzato da power - a current, a voltage, per vedere la potenza di picco, la potenza minima, ecc.

Inoltre, il display mostra la frequenza CA in uscita. Impostando il costo di un chilowattora di elettricità, utilizzando un wattmetro per uso domestico, è possibile stimare il costo dell'elettricità consumata da un frigorifero, un computer, un ventilatore, aria condizionata, riscaldamento, scaldabagno, ecc.

Misuratori di potenza professionali

I misuratori di potenza professionali offrono funzionalità avanzate e una maggiore classe di precisione. Questi dispositivi consentono di testare strumenti di misura più semplici e sono essi stessi in grado di misurare la potenza in una gamma molto più ampia di correnti, tensioni e frequenze rispetto a quelle domestiche.

Un wattmetro professionale costa più di qualsiasi dispositivo fisso di questa classe, semplicemente a causa dei maggiori requisiti di accuratezza e qualità delle misurazioni. I wattmetri professionali spesso non sono critici per la forma della corrente; possono misurare correnti alternate e costanti, sinusoidali, rettangolari, pulsanti e a dente di sega, mentre calcolano il consumo di energia con un'indicazione del fattore di potenza e della natura del carico (attivo, induttivo, capacitivo, misto). Disponibile per circuiti monofase e trifase.

Wattmetro analogico come parte di un kit di misurazione professionale da laboratorio K540:

Wattometri da pannello

Per effettuare misurazioni e indicare potenza attiva e reattiva in reti a corrente alternata trifase o monofase, sono utili i wattmetri a pannello integrati. L'indicatore visualizza il valore di potenza corrente sotto forma di numeri sul display, che di solito può avere fino a quattro cifre per garantire una precisione sufficientemente elevata. Il dispositivo ha la forma di una specie di testa di misurazione montata in un alloggiamento.

L'uso abituale di wattmetri di questo tipo sono i pannelli indicatori di vari dispositivi elettrici che operano in reti con una frequenza di 50 Hz, ovvero quelli in cui il wattmetro è installato in modo permanente e non può più essere rimosso. È possibile accoppiare il wattmetro con circuiti elettronici che regolano il funzionamento del circuito in cui è installato in base alla dinamica del consumo di energia attiva o reattiva.