A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Egy villamos áramkörbe kapcsolt eszköz teljesítménye a termelt, vagy fogyasztott energia és az idő hányadosa. Az energiának váltakozó áramú áramlása során háromféle teljesítményről szokás beszélni, ezek:
A P hatásos teljesítmény egysége 1 W (watt)
Az S látszólagos teljesítmény egysége 1 VA (voltamper)
A Q meddő teljesítmény egysége 1 VAr (voltamper reaktív).
Összefüggésük Pitagorasz-tételével számítható: [1]
A watt mértékegység bármely SI prefixummal használható. A meddő teljesítményt csak a kilo prefixummal használják. Kiejtése: kilovár.
Meddő teljesítmény mérése
A mérőműszerek (elektrodinamikus, ferrodinamikus wattmérők) csak áramköri feszültség és áramerősség együttes hatására működnek, ez pedig – ha valami módosítással közbe nem lépünk – csak a hatásos teljesítmény mérésére vezet. Mivel Q=U×I×sinφ ezért a valódi teljesítménynek megfelelő I áramot, és U feszültséget kell a wattmérőre működtetni, de akként, hogy az így támadó teljesítmény számszerűleg egyezzék meg a meddő teljesítménnyel. Ezt elérhető, ha a műszerben az áram és a feszültségi tekercs közti fázisszög koszinusza és az áramkör φ fázisszögének szinusza megegyezik. Tehát a mérőműszerre nézve az áram- vagy a feszültség tekercs áramát fázisban 90˚-kal el kell forgatni. Elvileg mindegy, hogy a forgatást az áramtekercsben, vagy a lengőtekercsben végzik, és mindegy, hogy előre, vagy hátra történik a forgatás, csak következetes legyen, így a meddő teljesítményt induktív áramkörben ellenkező előjellel kapjuk, mint kapacitiv áramkörben. A mérés megkezdésekor a fázist el kell tolni induktív irányban cosφ=0-ra (ez megfelel sinφ=1-nek).
A fázistolás frekvenciafüggő. Ezért az itt szereplő (egyfázisú) leírások általában 50 Hz frekvenciájú ipari hálózatra értendők. A megoldások alkalmazhatóak egyéb (például 60 Hz frekvenciájú) hálózatra is, de eltérő nagyságú illesztő kapacitásokkal.
Meddő teljesítmény mérése egyfázisú körben
Célszerűen a feszültségi körben történhet a forgatás kondenzátorral. A pontos beállításhoz a forgatás mértékét kellene finoman szabályozni, de a kondenzátorok szűkös választéka, és pontossága miatt erre nincs lehetőség. Ha ohmos ellenállással előtétezik tovább a méréshatárt, akkor a fáziseltolás kisebb lesz, mint 90°. A megoldás a következő: olyan kondenzátort kell választani, mely a végkitérésnél nagyobb kitérést ad. Ideális esetben a lengő köre nem tartalmazhatna ohmos ellenállást. Kielőtétezik a lengőtekercset kb. háromszor nagyobb fémréteg ellenállással, mint a lengőtekercs ellenállása, és így a hőhiba kb. 1%-ra csökken, majd a lengőtekercset az előtéttel együtt söntölik le egy akkora ellenállással, ami végkitérést eredményez. Ezzel a módszerrel a lengőkör ohmos ellenállása csökken, és nem nő! Így a fáziseltolást a kapacitás határozza meg, az 90° lesz. A fent leírt műszer csak egyhullámú körben mér helyesen, a harmonikus összetevők mérési hibát okoznak. A műszerek a frekvenciafüggő tag(ok) miatt érzékenyek a frekvenciaváltozás hatására, ezért csak egy meghatározott, szűk frekvenciatartományban mutatnak helyes értéket. Lényeges még, hogy az Rs ellenállás ne legyen induktív. Jól megfelel erre a célra például egy potencióméter, vagy egy bifiláris tekercs.
Mérés háromfázisú, szimmetrikusan terhelt hálózatban
Szimmetrikus háromfázisú táplálásban igen könnyen megvalósítható a 90˚-os fázisforgatás. Minden fázisfeszültséghez (pl. ) található egy vonali () feszültség úgy, hogy vektoraik egymásra merőlegesek. Ezzel a „bm” kötés máris adott. A műszerre áramot és feszültséget adva azok egymással 90 fokos szöget zárnak be. A műszer nem tartalmaz frekvenciafüggő kondenzátort, vagy induktivitást, így a fázisforgatás nem függ a frekvenciától.
Mérés háromfázisú, háromvezetékes hálózatban
Ha a háromfázisú rendszernek nincs csillagpontja, vagy nincs kivezetve, a teljesítményt két wattmérővel is lehet mérni. („cm” kötés) Aron szerinti összefüggés itt is igaz. Az egyik gerjesztőcsévét IL1 árammal gerjesztjük. Az ehhez tartozó lengőtekercs UL3-N feszültséget kap. A másik gerjesztőcsévét IL3 árammal gerjesztjük. Az ehhez tartozó lengőtekercs UL1-N feszültséget kap. Előtét-ellenállás van mindhárom feszültség ágban, és így a műszeren belül egy csillagpont van kialakítva.
Mérés háromfázisú, egyenlőtlenül terhelt, négyvezetékes hálózatban
Az egyenlőtlen terhelés miatt nem használhatjuk azt a módszert, hogy egyetlen-, vagy két ágban mérünk teljesítményt, és feltételezzük, hogy a többi ágban ugyanakkora teljesítmény van. Itt áganként mérjük az áramokat. Ezt egy „dm” kötéssel valósítjuk meg. Megtehetjük, hogy három varmérővel, a három ág teljesítményének egyidejű mérésével mérjük meg, és a három műszer teljesítményét összegezzük, vagy azonos tengelyen három azonos mérőrendszert helyezünk el. A szokásos gyakorlat viszont nem ez. A közös tengelyen lévő egyik lengő a UL2-L3 feszültséget kap. Ez a lengő az osztott gerjesztőcséve egyik fél tekercsén IL1 , másik fél tekercsén IL2 árammal van táplálva. A másik lengőtekercs UL1-L2 feszültséget kap. Ezt a lengőtekercset az egyik fél tekercsén IL2 , másik fél tekercsén IL3 áram táplálja.
Források
- ↑ Karsa: Karsa Béla: Villamos mérőműszerek és mérések. (Műszaki könyvkiadó. 1962)
- Tamás László: Analóg műszerek. (Jegyzet. Ganz Műszer ZRt. 2006)
- IEC-EN 60051-1-9 Analóg műszerek
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.