Wattmeter

วัตต์มิเตอร์ เป็นเครื่องมือสำหรับวัด พลังงานไฟฟ้า (หรืออัตราการจ่ายพลังงานไฟฟ้า ) ใน วัตต์ ของวงจร ที่กำหนด . วัตต์มิเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าใช้สำหรับการวัด ความถี่ ยูทิลิตี้ และกำลังความถี่เสียง ประเภทอื่น ๆ จำเป็นสำหรับการวัดความถี่วิทยุ วัตต์มิเตอร์อ่านค่าเฉลี่ยของผลิตภัณฑ์ v (t) i (t) = p (t) โดยที่ v (t) คือแรงดันไฟฟ้าที่มีขั้วอ้างอิงในขั้ว±เทียบกับขั้วอื่น ของขดลวดศักย์ (ความดัน) และ i (t) คือกระแสที่มีทิศทางอ้างอิงที่ไหลเข้าสู่ขั้ว ± ของขดลวดกระแส วัตต์มิเตอร์อ่าน P = (1 / T) ∫ 0 v (t) i (t) dt ซึ่งในสถานะคงตัวแบบไซน์จะลดเป็น V rms I rms cos (φ) โดยที่ T คือคาบของ p (t) และφคือมุมที่กระแสไฟฟ้าลดแรงดันไฟฟ้า

Electrodynamic

แอนะล็อกวัตต์มิเตอร์แบบดั้งเดิมเป็นเครื่องมือ อิเล็กโทรไดนามิก อุปกรณ์ประกอบด้วยคู่ของขดลวด คงที่ซึ่งเรียกว่าขดลวดปัจจุบันและขดลวดที่เคลื่อนย้ายได้ที่เรียกว่าขดลวดศักย์ 

ขดลวดปัจจุบันเชื่อมต่อใน ชุด กับวงจรในขณะที่ขดลวดศักย์เชื่อมต่อแบบ ขนาน นอกจากนี้บน อะนาล็อก วัตต์มิเตอร์ขดลวดศักย์จะมีเข็มที่เคลื่อนที่เหนือมาตราส่วนเพื่อระบุการวัด กระแสที่ไหลผ่านขดลวดปัจจุบันสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า รอบขดลวด ความแรงของสนามนี้เป็นสัดส่วนกับกระแสของเส้นและในเฟสด้วย ตามกฎทั่วไปแล้วขดลวดที่มีศักยภาพสูง ตัวต้านทาน ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อลดกระแสที่ไหลผ่าน

ผลลัพธ์ของการจัดเรียงนี้คือในวงจร DC การโก่งตัวของเข็มจะเป็นสัดส่วนกับทั้ง กระแส (I) และ แรงดันไฟฟ้า (V) จึงเป็นไปตามสมการ P = VI

สำหรับ ไฟ AC กระแสและแรงดันไฟฟ้าอาจไม่อยู่ในเฟสเนื่องจากผลของการหน่วงเวลาของวงจร ตัวเหนี่ยวนำ หรือ ความจุ ในวงจร AC การโก่งเป็นสัดส่วนกับผลคูณของแรงดันและกระแสไฟฟ้าโดยเฉลี่ยดังนั้นการวัด กำลังไฟฟ้าที่ใช้งาน , P = VI cos φ ในที่นี้ cos φแสดงถึง ตัวประกอบกำลัง ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากำลังไฟฟ้าที่ส่งผ่านอาจน้อยกว่ากำลังไฟฟ้าที่เห็นได้จากการคูณการอ่านค่า โวลต์มิเตอร์ และ แอมป์มิเตอร์ ใน วงจรเดียวกัน

สองวงจรของวัตต์มิเตอร์อาจได้รับความเสียหายจากกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไป ทั้ง แอมป์มิเตอร์ และ โวลต์มิเตอร์ มีความเสี่ยงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไป - ในกรณีที่มีการโอเวอร์โหลดตัวชี้ของพวกมันจะถูกขับออกจากสเกล แต่ในวัตต์มิเตอร์หรือทั้งวงจรกระแสและศักย์ สามารถทำให้ร้อนมากเกินไปโดยไม่ต้องให้ตัวชี้เข้าใกล้จุดสิ้นสุดของเครื่องชั่ง เนื่องจากตำแหน่งของตัวชี้ขึ้นอยู่กับ ตัวประกอบกำลัง , แรงดันไฟฟ้า และกระแส ดังนั้นวงจรที่มีค่ากำลังไฟฟ้า ต่ำ จะให้การอ่านค่าวัตต์มิเตอร์ต่ำแม้ว่าทั้งสองวงจรจะโหลดถึงขีด จำกัด ด้านความปลอดภัยสูงสุดก็ตาม ดังนั้นวัตต์มิเตอร์จึงได้รับการจัดอันดับไม่เพียง แต่เป็นวัตต์เท่านั้น แต่ยังอยู่ใน โวลต์ และ แอมแปร์ .

วัตต์มิเตอร์ทั่วไปในห้องปฏิบัติการทางการศึกษามีขดลวดแรงดันไฟฟ้าสองตัว (ขดลวดความดัน) และขดลวดกระแสไฟฟ้า ขดลวดความดันสองตัวสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนานเพื่อเปลี่ยนช่วงของวัตต์มิเตอร์ นอกจากนี้ยังสามารถเคาะขดลวดแรงดันเพื่อเปลี่ยนช่วงของมิเตอร์ได้ หากขดลวดแรงดันมีช่วง 300 โวลต์สามารถใช้ครึ่งหนึ่งเพื่อให้ช่วงกลายเป็น 150 โวลต์.

อิเล็กทรอนิกส์

วัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับการวัดพลังงานโดยตรงขนาดเล็กหรือสำหรับการวัดกำลังที่ความถี่เกินช่วงของเครื่องมือประเภทอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์

ดิจิตอล

ดิจิตอลวัตต์มิเตอร์ที่ทันสมัยจะเก็บตัวอย่างแรงดันและกระแสไฟฟ้าหลายพันครั้งต่อวินาที สำหรับแต่ละตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าจะคูณด้วยกระแสในช่วงเวลาเดียวกัน ค่าเฉลี่ยในรอบอย่างน้อยหนึ่งรอบคือพลังที่แท้จริง กำลังไฟฟ้าจริงหารด้วย โวลต์ - แอมแปร์ (VA) ที่ชัดเจนคือตัวประกอบกำลัง วงจรคอมพิวเตอร์ใช้ค่าตัวอย่างเพื่อคำนวณแรงดัน RMS, กระแส RMS, VA, กำลัง (วัตต์), ตัวประกอบกำลังและกิโลวัตต์ - ชั่วโมง ค่าที่อ่านอาจแสดงบนอุปกรณ์เก็บรักษาไว้เพื่อจัดเตรียมบันทึกและคำนวณค่าเฉลี่ยหรือส่งต่อไปยังอุปกรณ์อื่นเพื่อใช้งานต่อไป วัตต์มิเตอร์จะแตกต่างกันมากในการคำนวณการใช้พลังงานอย่างถูกต้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพลังงานจริงต่ำกว่า VA มาก (โหลด ปฏิกิริยา สูงเช่น มอเตอร์ไฟฟ้า ) มิเตอร์อย่างง่ายอาจได้รับการปรับเทียบเพื่อให้ตรงตามความแม่นยำที่ระบุไว้สำหรับรูปคลื่น ไซน์ไซด์ เท่านั้น รูปคลื่นสำหรับ แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด ที่ใช้สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ส่วนใหญ่ อาจอยู่ห่างไกลจากรูปซายน์มากซึ่งนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่ไม่ทราบสาเหตุและอาจมีข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ที่กำลังไฟใด ๆ สิ่งนี้อาจไม่ได้ระบุไว้ในคู่มือของมิเตอร์

ความแม่นยำและเที่ยงตรง

มีข้อ จำกัด ในการวัดกำลังไฟฟ้าด้วยวัตต์มิเตอร์ที่ราคาไม่แพงหรือแน่นอนกับมิเตอร์ใด ๆ ที่ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการวัดที่ใช้พลังงานต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่งผลกระทบต่อพลังงานต่ำ (เช่นต่ำกว่า 10 วัตต์) ตามที่ใช้ในโหมดสแตนด์บาย การอ่านอาจไม่ถูกต้องมากจนไร้ประโยชน์ (แม้ว่าจะยืนยันว่าพลังงานสแตนด์บายต่ำ แต่สูง) ความยากลำบากส่วนใหญ่เกิดจากความยากในการวัดกระแสสลับที่แม่นยำแทนที่จะเป็นแรงดันไฟฟ้าและความจำเป็นในการวัดพลังงานต่ำค่อนข้างน้อย ข้อกำหนดสำหรับมิเตอร์ควรระบุข้อผิดพลาดในการอ่านสำหรับสถานการณ์ต่างๆ สำหรับมิเตอร์ปลั๊กอินทั่วไปข้อผิดพลาดของกำลังวัตต์ระบุไว้ที่± 5% ของค่าที่วัดได้± 10 W (เช่นค่าที่วัดได้ 100W อาจผิดไป 5% ของ 100 W บวก 10 W เช่น± 15 W, หรือ 85–115 W); และข้อผิดพลาดเป็นกิโลวัตต์·ชม. ระบุไว้ที่± 5% ของค่าที่วัดได้± 0.1 กิโลวัตต์·ชม. หากคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปในโหมดสลีปใช้พลังงาน 5 วัตต์มิเตอร์อาจอ่านอะไรก็ได้ตั้งแต่ 0 ถึง 15.25 วัตต์โดยไม่ต้องคำนึงถึงข้อผิดพลาดเนื่องจากรูปคลื่นที่ไม่ใช่ซายน์ ในทางปฏิบัติความแม่นยำสามารถปรับปรุงได้โดยการเชื่อมต่อโหลดคงที่เช่นหลอดไส้เพิ่มอุปกรณ์ในโหมดสแตนด์บายและใช้ความแตกต่างของการใช้พลังงาน สิ่งนี้จะย้ายการวัดออกจากโซนพลังงานต่ำที่มีปัญหา

ความถี่วิทยุ

เครื่องมือที่มีขดลวดเคลื่อนที่สามารถปรับเทียบสำหรับกระแสตรงหรือความถี่ไฟฟ้า กระแสได้สูงถึงสองสามร้อยเฮิรตซ์ ที่ความถี่วิทยุวิธีการทั่วไปคือวงจรเรียงกระแสที่จัดเรียงเพื่อตอบสนองต่อกระแสในสายส่ง ; ระบบได้รับการปรับเทียบสำหรับอิมพีแดนซ์ของวงจรที่ทราบ เครื่องตรวจจับไดโอดเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งที่มาหรือใช้กับระบบสุ่มตัวอย่างที่เปลี่ยนพลังงาน RF เพียงบางส่วนผ่านเครื่องตรวจจับ เทอร์มิสเตอร์และเทอร์โมคัปเปิลใช้ในการวัดความร้อนที่เกิดจากพลังงาน RF และสามารถปรับเทียบได้โดยตรงหรือโดยเปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานอ้างอิงที่ทราบ เซ็นเซอร์กำลัง สลักเกลียว แปลงพลังงานความถี่วิทยุที่ตกกระทบเป็นความร้อน องค์ประกอบเซ็นเซอร์จะถูกรักษาที่อุณหภูมิคงที่โดยกระแสตรงขนาดเล็ก การลดลงของกระแสที่ต้องใช้ในการรักษาอุณหภูมินั้นสัมพันธ์กับพลังงาน RF ที่ตกกระทบ เครื่องมือประเภทนี้ใช้ตลอดสเปกตรัม RF และยังสามารถวัดกำลังแสงที่มองเห็นได้ สำหรับการวัดกำลังสูงเครื่องวัดความร้อนจะวัดความร้อนที่เกิดจากพลังงาน RF โดยตรง

Watthour meters

เครื่องมือที่วัดพลังงานไฟฟ้า ใน วัตต์ชั่วโมง โดยพื้นฐานแล้วเป็นวัตต์มิเตอร์ที่สะสมหรืออ่านค่าเฉลี่ย เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลจะวัดค่าพารามิเตอร์ต่างๆและสามารถใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้วัตต์มิเตอร์: โวลต์กระแสเป็นแอมแปร์กำลังไฟฟ้าที่ปรากฏทันทีกำลังไฟฟ้าจริงตัวประกอบกำลังพลังงานในหน่วย [k] W · h ในช่วงเวลาหนึ่งและค่าใช้จ่ายของ ใช้ไฟฟ้า

Cr. https://th2.wiki/wiki/Wattmeter