Masurarea puterii in circuite de curent continuu

Masurarea puterii in circuite de curent continuu

Puterea electrica (P) disipata de un consumator (R, receptor), conectat la o sursa de tensiune continua (E) este produsul dintre caderea de tensiune pe receptor (U_R) si curentul electric ce trece prin receptor (I_R):

Deci pentru a masura puterea in principiu este de ajuns sa se masoare cu un voltmetru (V) caderea de tensiune pe receptor si cu un ampermetru (A) curentul ce trece prin receptor adoptand una din cele doua metode de masurare prezentate in figura 1a si 1b

Figura 1 a si b

Folosind aranjamentul din figura 1a (montaj aval) ampermetrul masoara atat curentul ce trece prin receptor dar si pe cel ce trece prin voltmetru. Aceasta eroare este evitata in figura 1b, (montaj amonte) dar tensiunea masurata cu voltmetru este o masura atat a caderii de tensiune pe receptor cat si pe ampermetru. In ambele cazuri ale dispunerii aparatelor de masura se masoara si un surplus de putere absorbita de catre unul dintre aparatele de masura.

Expresia puterii absorbite de receptor in functie de montajul adoptat (amonte sau aval) va fi:

pentru montajul amonte,

pentru montajul aval

Erorile relative de masura ce se obtin folosind una din cele doua metode sunt:

,

Unde P = UI este valoarea puterii obtinute in urma inmultirii rezultatelor afisate de cele doua aparate de masura. Erorile relative de masurare vor fi cu atat mai mici cu cat R este mai mare fata de R_A si mai mic fata de R_V.

Instrumentul de masura cel mai folosit la masurarea puterii este wattmetrul electrodinamic. Acesta este alcatuit din doua bobine fixe, conectate in serie cu sarcina si una mobila echipata cu un indicator conectata in paralel cu sarcina.

Figura 2. Puterea masurata cu wattmetrul electrodinamic. (a) principiul de operare, (b) circuitul de masurare

Unghiul de rotatie a indicatorului va fi proportional cu produsul curentilor ce trec prin bobina fixa si prin bobina mobila. Curentul prin bobina fixa este acelasi cu curentul electric ce trece prin receptor iar curentul prin bobina mobila este proportional cu caderea de tensiune pe receptor

Ca in cazul montajelor amonte si aval, introducerea wattmetrului electrodinamic in circuit va determina aparitia unor erori de metoda:

conectand bobina mobila (bobina de tensiune) intre punctele A si C, prin bobina fixa (bobina de curent) va trece si surplusul de curent ce parcurge bobina mobila. In consecinta puterea disipata de receptor P_R poate fi obtinuta din valoarea indicata de wattmetru P, conform relatiei:

unde R_BT este rezistenta electrica a bobinei de tensiune, iar U este caderea de tensiune pe receptor

conectand bobina de tensiune intre punctele A si B, curentul ce trece prin aceasta bobina va fi o masura si a caderii de tensiune suplimentare ce apare pe bobina de curent, in acest caz valoarea corecta a puterii P_R in functie de valoarea indicata de wattmetru P, este:

unde R_BC este rezistenta electrica a bobinei de curent, iar I este curentul electric ce trece prin receptor.