Чем измеряется мощность тока прибор
Измерение тока.
Есть ток переменный и ток постоянный, следовательно, для их измерения применяются различные измерительные приборы. Ток всегда обозначается буквой I, а его сила измеряется в Амперах и обозначается буквой А. Например, I=2 А показывает, что сила тока в проверяемой цепи равняется 2 Амперам.
Рассмотрим подробно, как маркируются различные измерительные приборы для измерения разных видов токов.
Вот фотография амперметра, предназначенного для измерения постоянного тока.
Соответственно закону, сила тока протекающего в замкнутой цепи, в любой его точке равна одной и той же величине. В итоге, чтобы измерить ток, надо разъединить цепь на любом участке удобным для подсоединения измерительного прибора.
Следует помнить, что величина напряжения присутствующего в электрической цепи, не оказывает никакого влияния на измерение тока. Источником тока может быть, как и бытовая электросеть на 220 В, так и батарейка на 1,5 В и т.д.
Собираясь измерять силу тока в цепи обратите тщательное внимание, какой ток протекает в цепи, постоянный или переменный. Возьмите соответствующий измерительный прибор и если не знаете предполагаемую силу тока в цепи, поставьте переключатель измерения силы тока в максимальное положение.
Рассмотрим подробно как измерить силу тока электроприбором.
Для безопасности измерения потребляемого тока электроприборами сделаем самодельный удлинитель с двумя розетками. После сборки получим удлинитель очень похожий на стандартный магазинный удлинитель.
Но если разобрать и сравнить между собой, самодельный и магазинный удлинитель, то во внутренней структуре четко увидим отличия. Выводы внутри розеток самодельного удлинителя соединены последовательно, а в магазином соединены параллельно.
На фотографии прекрасно видно, что верхние выводы соединены между собой проводом желтого цвета, а на нижние клеммы розеток подается сетевое напряжение.
Теперь приступаем к измерению тока, для этого вставляем в одну из розеток вилку электроприбора, а в другую розетку, щупы амперметры. Перед измерением тока, не забываем прочитанную информацию про то, как надо правильно и безопасно измерять ток.
Теперь рассмотрим как правильно интерпретировать показания стрелочного амперметра. При измерении потребляемого тока прибора стрелка амперметра остановилась на делении 50, переключатель был установлен на максимальный предел измерения в 3 Ампера. Шкала моего амперметра имеет 100 делений. Значит, легко определить измеренную силу тока по формуле (3/100) Х 50=1,5 Ампера.
Формула расчета мощности прибора по потребляемой силе тока.
Обладая данными о размере силы тока потребляемым любым электроприбором (телевизор, холодильник, утюг, сварка и т.д.), можно с легкостью определить, какая у этого электроприбора потребляемая мощность. В мире существует физическая закономерность, которому всегда подчиняется электричество. Первооткрыватели этой закономерности Эмиль Ленц и Джеймс Джоуль и в честь них, она теперь называется Закон Джоуля – Ленца.
Проведем один из расчетов тока.
Измерил ток потребления холодильника и он равняется 7 Амперам. Напряжение в сети равно 220 В. Следовательно, потребляемая мощность холодильника равняется 220 В Х 7 А=1540 Вт.
Какими приборами измеряют мощность постоянного тока
Чтобы узнать, сколько потребляют электроприборы энергии, можно использовать формулы. Однако фактическое значение мощности может отличаться от расчётного. Например, стиральная машинка будет «брать» больше тока при отжиме, когда барабан крутится максимально быстро. Та же ситуация и с другими потребителями – холодильником или телевизором.
Чтобы получить информацию о том, какую мощность в среднем потребляют все электроприборы, не тратя время на расчёты, используют ваттметры. Приборы отличаются друг от друга принципом работы и наличием дополнительных опций.
Понятие о мощности и методы расчёта
В бытовой сети течёт переменный ток 220 В (в промышленной – 380), но большинство электроприборов потребляет постоянный. Для этого к каждому такому устройству прилагается блок питания (он может быть встроен в корпус потребителя).
Мощность – физическая величина, измеряемая в Ваттах (Вт) или Киловаттах (кВт). Для каждого электроприбора параметр вычисляется с помощью двух формул.
Для переменного тока
Такие потребители как обычные электрические лампочки, инструмент с мотором (дрель, болгарка, станки для заточки), работают от переменного тока. Чтобы узнать потребляемую ими мощность, нужно произведение напряжения и силы тока умножить ещё и на коэффициент cos φ. Это связано с тем, что электрические компоненты (катушки или обмотки мотора) влияют на значение силы тока, изменяя его в разные моменты времени. Поэтому без приборов измерить мощность не получится.
Для постоянного тока
Расчёт производится по формуле: следует умножить силу тока (в Амперах, А) на напряжение (Вольт, В). Пример: устройство потребляет 0,1 А и рассчитано на 15 В. Тогда потребляемая мощность будет равна 0,1х15=1,5 Вт. Узнать информацию о силе тока и напряжении можно на корпусе блока питания, самом устройстве или в технической документации, которую всегда предоставляет завод-изготовитель.
Устройства для измерения
Измерительные аппараты применяются в разных областях домашнего хозяйства и в промышленных масштабах. Чаще приборы эксплуатируются на крупных предприятиях, которые связаны с распределением тепловой регенерации, электроэнергии. Современный рынок товаров и услуг предлагает потребителю огромное количество моделей.
Важно знать параметры электричества
Силу электротока интересно сравнивать с водным потоком. В стародавние времена реки загораживали бревнами, чтобы обеспечить напор, который бы вертел мельничное колесо. С увеличением скорости вращения, эффективность мельницы возрастала. Также и сила электротока характеризует ЭДС, производимую электричеством.
От большой силы тока нагреется проводка
Например, лампа, при повышении силы электричества в токовой цепи, будет светить более ярко. Поэтому необходимо знать, как называется прибор для измерения силы тока и мощности.
Мощность напрямую оказывает влияние на то, как электричество будет воздействовать на человеческий организм при касании. Сила тока (СТ) демонстрирует нагрузку на провод. Максимум токовой пропускной способности провода зависит от электропроводности и площади токопровода в сечении. Когда СТ окажется очень значительной, электропровод или электрический кабель будет перегреваться.
Важно! Это может спровоцировать плавку изоляционного слоя и, как результат — электрического замыкания.
Вот почему электропроводке всегда создают защиту от высоких нагрузок специальными выключателями (автомат) или предохраняющими элементами.
По значениям можно искать неисправности
С особенным трепетом к этому необходимо отнестись обладателям жилья со старой электропроводкой. При использовании всё большего числа приборов, аппаратов, провода подвергаются нагруженному состоянию.
По отношению значений СТ в разных цепях электрических устройств, можно говорить об их работе. Так, в фазах двигателя должны протекать электрические токи равнозначной мощности. В том случае, когда наблюдается разница, значит двигатель функционирует неправильно. Также можно видеть состояние работы нагревателя или системы «тёплый пол» — измеряется СТ во всех комплектующих.
Вам это будет интересно Прозвонка проводов мультиметром
Работа приборов основана на разных принципах
Амперметры
Измерить можно при помощи одной из разновидностей этого прибора:
Цифровые модели удобнее
Мультиметр
Так именуют универсальный измеритель значений электротока. Он может функционировать, как амперметр. Результаты замеров выводятся на ЖК-экране. Для функционирования необходимо электропитание от аккумулятора.
Механику можно использовать без батареек
Тестер
По типу работы, прибор аналоговый. Итоги замеров можно видеть на механическом табло за защитным стеклом при помощи стрелочки, аккумуляторы нужны только при присутствии омметра.
Вам это будет интересно Индукционный паяльник
Удобно мерить без вмешательства в схему
Токоизмерительные клещи
Они наиболее практичные. Ими зажимают места испытуемого проводника, после чего электроприбор покажет силу идущего в нем электротока. При этом важно принять во внимание, что кольцо должно быть исключительно в пределах проверяемого провода. Если закрепить несколько жил, аппарат покажет геометрию токов в них.
Первые три устройства для осуществления замеров подразумевают присутствие в цепи токовой нагрузки. Монтируются обязательно в разрыв электропровода. Для 1 фазы электросети, это подразумевает и фазу, так и «0». Для 3 фаз — исключительно фаза, потому что в «0» протекает геометрия токов всех фаз (при одной и той же нагрузке равняется 0).
Необходимо правильное подключение
Присутствует два обстоятельства:
На заметку. Электроток, потребляемый отдельными электроприборами, такими как телевизор и ПК, сберегающие энергию лампочки и светодиоды не синусоидальные. Некоторые измерители, принцип работы которых сориентирован на переменное электрическое напряжение, могут показывать СТ ошибочно.
Стоит работать в перчатках
Разновидности
Основной критерий – род тока – постоянный или переменный. Универсальные бытовые приборы, позволяют работать с любыми потребителями.
Нужно вставить ваттметр в розетку, а в само устройство – ту технику, параметры которой нужно установить. Ваттметры применяют при тестировании и ремонте электросети или для вычисления, какой прибор слишком много «берёт» энергии.
Чем измерительные устройства отличаются друг от друга:
Если необходимо производить замеры на улице, то следует выяснить, при какой температуре воздуха допускается работа ваттметра.
Для чего необходим в бытовых условиях
Использовать ваттметр потребуется, чтобы оптимизировать затраты на электроэнергию. Особенно это важно для крупных квартир и загородных домов. Большое количество потребителей не позволит точно определить, какие из них слишком прожорливы и требуют замены.
Интеллектуальные ваттметры, обладающие дополнительными функциями, позволят не только производить замеры, но и управлять конкретным прибором. Например, электрическим котлом. Это можно делать дистанционно или путём программирования измерительного устройства.
Торсунов Павел Максимович
Для более полной диагностики необходимо производить измерения в течение длительного времени – хотя бы нескольких часов, поскольку ряд потребителей в разное время «забирают» разное количество энергии.
Электродинамические ваттметры
2015-02-18 2226 Принцип действия электродинамического ваттметра основан на том, что угол поворота α
рамки (со стрелкой) электродинамического прибора пропорционален произведению токов, умноженному на косинус угла
φ
между ними:
— постоянный для данного прибора коэффициент.
Пусть требуется измерить активную мощность, потребляемую некоторой нагрузкой ZH, к которой приложено среднее квадратическое значение напряжения UH.
Через нагрузку ZH протекает гармонический ток со средним квадратическим значением
Iн
, сдвинутый по фазе на угол ф по отношению к напряжению.
Схема включения катушек электродинамического ваттметра показана на рис. Если параметры ваттметра выбраны так, что Rдоб» ZH
, то ток в неподвижной катушке
I1≈Iн
, а в подвижной —
I2 ≈ UH
/
Rдоб
. Поэтому угол отклонения
формулы (*) будет пропорционален активной мощности в нагрузке Р:
Ваттметры электродинамической системы можно применять для измерения электрической мощности в цепях как постоянного, так и переменного тока, но наиболее широко их используют для измерения мощности промышленной частоты.
Модели, часто используемые в быту
Условно измерительные устройства делят на бытовые и «интеллектуальные». Первая группа – относительно простые аппараты с минимумом дополнительных функций. Вторая категория «умных» ваттметров позволяет не только определять параметры потребляемой энергии, но и передавать значения на смартфоны, отключать или снова включать потребители и даже измерять концентрацию углекислого газа в помещении.
ROBITON PM-1
Стандартный прибор, объединяющий в едином корпусе розетку для потребителя, сетевую вилку, экран для вывода информации и три клавиши управления.
Прибор определяет:
Основные плюсы – недорогой и достаточно точный прибор для применения в быту.
Минус – сложная процедура обнуления значений.
HiDANCE 3680W AC Power Meter
Более совершенный ваттметр позволяет использовать дополнительные полезные функции: определить коэффициент мощности для тестируемого прибора – Power Factor (он же cos φ). Также демонстрирует все остальные параметры – силу тока и мощность.
Плюсы: аккуратная сборка, достаточная функциональность, крупный дисплей.
Минус – после сброса необходимо вновь вводить цену за квт*час.
Espada TSL 1500WB
Электронный ваттметр для бытовых и коммерческих нужд. Главное отличие от аналогов – есть возможность учёта дневного и ночного тарифов. Есть подсветка экрана. Дополнительно – функция сигнализации о превышении максимально допустимых силы тока или мощности.
Плюсы: простой и понятный интерфейс, надёжность, крупный экран, небольшая погрешность измерений.
Минус – затруднена смена источника питания.
TP-Link HS110
«Умный» ваттметр от известной компании, производящей электронику и сетевое оборудование. Управление и мониторинг осуществляется удалённо. Можно использовать для подключения ПК, смартфон и другие устройства. Пользователь сможет не только произвести измерения значений мощности, силы тока и напряжения, но и отключить потребитель энергии, а если потребуется – включить вновь.
Плюсы: удобство работы, сравнительно низкая цена.
Минус – в доме должна быть стабильная интернет-связь.
Edimax SP 2101W
Ваттметр предназначен для постоянной работы с одним потребителем. Представляет собой «интеллектуальную» розетку, которая может работать по определённой программе или управляться владельцем вручную. Если возникнет аварийная ситуация, то пользователю автоматически отправится сообщение.
Плюсы: отлично подходит для систем типа «умный дом», ёмкая память сохранит результаты измерений 12 месяцев.
Минусы – высокая цена.
МЕГЕОН 71016
Ваттметр с информативным ЖК-экраном и подсвечивающими элементами. Расчёт показаний производится в режиме реального времени. Дополнительная функция – показывает концентрацию СО2 в воздухе.
Плюсы: малый размер, можно вставлять трехштырьковые евророзетки, аккуратная сборка.
Минус: высокая цена при покупке в обычном магазине.
Energenie EGM-PWM
Ваттметр со стильным чёрным корпусом объединяет в себе измерительный прибор и систему для анализа поведения потребителя. Самостоятельно выстраивает диаграммы, графики. Есть порт для подключения к ПК или другому устройству.
Плюсы: несложное управление, возможна работа с отопительным оборудованием.
Минус – высокая цена.
Ваттметр: что это такое и как им пользоваться?
Кроме универсальных цифровых мультиметров, у электриков и мастеров по «слаботочкам» крайне востребованы ваттметры. Назначение ваттметра – измерение текущей мощности, потребляемой тем или иным прибором, а также ведение учёта потреблённого количества электричества.
Сфера применения
Измерение мощности, потребляемой приборами – общая задача ваттметров. Она решается в сферах промышленности на целом ряде производств, где вырабатывается электроэнергия, строятся машины и механизмы всевозможного назначения, а также обслуживаются и ремонтируются бытовые и промышленные электроприборы и электроустановки. Собрат ваттметра – электромеханический либо полностью электронный счётчик киловатт-часов, установленный у входа в каждый дом, квартиру, офис, магазин или этаж производственного предприятия.
Но ваттметр – более продвинутая версия электросчётчика. Он – один из эффективных инструментов специалиста по ремонту бытовой электроники (вплоть до компьютеров) и радиолюбителя.
Задача такого специалиста – рассчитать, сколько электроэнергии конкретное устройство может сэкономить, ничуть не теряя в функциональности и быстродействии.
Область применения ваттметров:
В последнем случае ваттметр выполняется в виде удлинителя с несколькими розетками, подключёнными через сам прибор, кнопками управления, а также цифровой шкалой или полноценным ЖК-дисплеем. Это законченное решение – включается в сеть, сразу же готово к работе.
Электроизмерительные приборы
Содержание
Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно самих приборов и другие средства измерений — меры, преобразователи, комплексные установки.
Ваттметр для дома — лучшие модели
Чтобы узнать, сколько потребляют электроприборы энергии, можно использовать формулы. Однако фактическое значение мощности может отличаться от расчётного. Например, стиральная машинка будет «брать» больше тока при отжиме, когда барабан крутится максимально быстро. Та же ситуация и с другими потребителями – холодильником или телевизором.
Чтобы получить информацию о том, какую мощность в среднем потребляют все электроприборы, не тратя время на расчёты, используют ваттметры. Приборы отличаются друг от друга принципом работы и наличием дополнительных опций.
Содержание
Как определить?
Для решения задачи нахождения мощности можно воспользоваться различными способами. Все они доступны для применения даже при знаниях в области физики и электротехники на уровне школьной программы.
Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определит ее сразу.
Смотрим в техпаспорт
Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на фирменной табличке-шильдике. Последняя находится на задней стенке корпуса или его основании.
В случае отсутствия описания этот параметр можно узнать по интернету, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.
Указываемая производителем техники мощность относится к пиковой и потребляется от сети только при полной нагрузки, что встречается достаточно редко. Образовавшаяся разница рассматривается как запас. На нормативном уровне этот запас определяют через коэффициент мощности.
Закон Ома в помощь
Мощность большинства бытовых электрических устройств можно довольно точно оценить экспериментально-расчетным путем с привлечением известного еще со средней школы закона Ома. Этот эмпирический закон связывает между собой напряжение, ток и сопротивление R нагрузки как:
P = U 2 /R. U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Далее следует простой расчет по формуле P = 48 400/R Вт.
Например, при R = 200 Ом получаем мощность Р = 240 Вт.
Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление прибора, которое создается в первую очередь входными трансформаторами и дросселями, и поэтому получаемая оценка дает некоторое завышение.
Используем электросчетчик
При определении мощности по счетчику можно поступить двумя различными способами. В обоих случаях от бытовой сети должен питаться только тестируемый прибор. Все без исключения остальные потребители должны быть отключены.
При первом подходе для замера мощности привлекается оптический индикатор счетчика, интенсивность вспышек которого пропорциональна потребляемой мощности. Коэффициент пропорциональности указан на лицевой панели в единицах imp/kWh или имп/кВтч, рисунок 1, где imp – количество импульсов (вспышек индикатора) на один киловатт час.
Рисунок 1. Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором
После включения исследуемого устройства необходимо начать считать вспышки индикатора на протяжении 15 или 20 минут. Затем полученное значение умножается на 3 или на 4 (при 20- или 15-минутном интервале замера, соответственно) и делится на коэффициент с лицевой панели. Результат выкладки дает мощность прибора в кВт, который в ряде случаев умножением на 1000 удобно перевести в Ватты.
Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт час. При 20 минутном интервале замера индикатор сработал (вспыхнул) 160 раз. Тогда мощность устройства составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.
При втором подходе также используется 15- или 20-минутный интервал времени, но расход электроэнергии определяется уже по цифровой шкале. Например, при разности показаний за 20 минут 0,2 кВт×час мощность агрегата составляет 0,2 × 3 = 0,6 кВт или 600 Вт.
Ваттметром
Современный бытовой измеритель мощности или ваттметр удобен для использования, так как:
Прибор готов к работе немедленно после включения.
Рис. 2. Цифровой бытовой ваттметр
Единственный его недостаток – узкая специализация, поэтому этот прибор редко встречается в домашнем хозяйстве.
Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети
С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть отработана до высокой степени совершенства: ее нормальная эксплуатация не требует специальных знаний.
Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному отказу, а в тяжелых случаях – к возникновению пожара.
Условие правильной эксплуатации – отсутствие перегрузки.
При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключаемой к ним техники измеряется различными единицами:
Отсюда возникает необходимость:
Связь между Ваттами и Амперами проста и следует прямо из приведенного выше определения Ватта. Задача упрощается тем, что напряжение исправной бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). Отсюда по току всегда находится мощность.
Измерение мощности в электрических цепях постоянного и переменного токов: способы и формулы
Содержание
Очень часто при проектировании электрических схем радиолюбители сталкиваются с проблемой измерения мощности, которую потребляют радиокомпоненты. Специалисты в метрологической сфере рекомендуют два метода, позволяющих вычислить и грамотно рассчитать ее значение. В этом случае нужно разобрать подробнее физический смысл величины, а также ее составляющих, от которых она зависит.