三相系統(tǒng)中的真實功率如何測量

瓦特表是電流表和電壓表的組合。它測量電壓和電流并確定合成功率。

電力是使用稱為瓦特計的儀器測量的。功率計包括兩個線圈——一個用于電流，另一個用于電壓。

功耗

當電流在導體中流動時，由于電子移動經(jīng)過原子所做的功，熱量會消散。當電流轉(zhuǎn)化為光時，燈絲也會做功。類似地，當揚聲器將電流轉(zhuǎn)換為聲音并且電動機產(chǎn)生運動時，工作就完成了。

做功的時間率是功率（P）。

如果在時間 （t） 內(nèi)完成一定量的工作 （W），則 P=W/t?？梢宰C明，提供給任何電氣元件的功率為：

功率=電流倍電壓功率=電流倍電壓或者

P=否P=否 （1）

瓦特 （W） 是電功率的單位。

當施加 1 V 的電位差導致 1 A 的電流在電路或設(shè)備中流動時，所提供的功率為

P=EI=1V×1A=1WP=EI=1V×1A=1W根據(jù)歐姆定律，

E=IR和R=EIE=IR和R=EI代入等式 （1） 中的 I 給出

P=ER×EP=ER×E或者

P=E2RP=E2R （2）

并代入等式（1）中的 E 給出

P=I倍IRP=I倍IR或者

P=I2RP=I2R （3）

從等式 1、2 和 3 可以看出，可以根據(jù) E、I 和 R 中的任意兩個的知識來計算功率。

電熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能，用于開水、取暖等。如圖1（a）和（b）所示，供給電燈的電力轉(zhuǎn)化為光，揚聲器將輸入的電力轉(zhuǎn)化為聲音。用于測量功率的儀器稱為功率計。

一個。燈中消耗的功率被轉(zhuǎn)換成光。

灣。提供給揚聲器的電力被轉(zhuǎn)換成聲音。

圖 1 a 和 b。 當有電流流動時，功率會被消耗掉。能量可以轉(zhuǎn)化為光、熱、聲和機械運動。圖片由Amna Ahmad提供

交流功率測量

測功機儀器可以用作電壓表或電流表，或者在其主要應用中用作瓦特表。考慮圖 2 中的圖示，該圖示顯示了串聯(lián)連接的測功機儀器的勵磁線圈和動圈。隨著電流沿圖 2（a） 所示的方向流動，勵磁線圈在右側(cè)形成 N 極，在左側(cè)形成 S 極的磁通量。此外，動圈磁通具有圖示的極性，底部為 S，頂部為 N。動圈磁通的 N 極與勵磁線圈磁通的相鄰 N 極相斥，相鄰的兩個 S 極也相互排斥。

動圈順時針偏轉(zhuǎn)，使指針在刻度上從左向右移動。

現(xiàn)在考慮改變通過線圈的電流方向的影響。如圖 2（b） 所示，勵磁線圈通量現(xiàn)在在右側(cè)為 S，在左側(cè)為 N。動圈磁通也反轉(zhuǎn)，頂部為 S，底部為 N。再一次，相似的極點彼此相鄰，指針在刻度上從左向右移動。

一個。從左向右流動的電流產(chǎn)生正偏轉(zhuǎn)

灣。從右向左流動的電流產(chǎn)生正偏轉(zhuǎn)

圖 2 a 和 b。 當流過測功機儀器的電流反向時，磁場通量和動圈通量都反向。指針偏轉(zhuǎn)不受影響。這使得該儀器既適用于交流測量，也適用于直流測量。圖片由Amna Ahmad提供

可以看出，測功機儀器具有正偏轉(zhuǎn)，與通過儀表的電流方向無關(guān)。儀表端子未標記正極（+）或負極（-）；測功機儀器是非極化的。因此，當直流或交流電流流過線圈時，儀器會產(chǎn)生正偏轉(zhuǎn)。作為電流表，儀器的刻度在測量直流時可以讀取為直流電，在測量交流電時可以讀取為交流電的有效值。同樣，作為電壓表，測功機儀器指示直流電壓或 rms 交流電壓。該儀器的刻度可以在直流上校準，然后用于測量交流。

對于交流和直流，測功機的主要應用是作為功率計。

如圖 3（a） 所示，測量交流功率的連接類似于測量直流電路中的功率。電壓和電流線圈的輸入端子用±、↓或*號標識。電流線圈的標記端應接電源，電壓線圈的標記端接電流線圈的負載側(cè)。在交流電應用中，負載電流可能會超前或滯后負載電壓一個相位角 （φ）。儀器偏轉(zhuǎn)與電流和電壓的同相分量成正比。因此，如圖 3（b） 所示，儀器指示與 EI cosφ 成正比。使用交流電源的負載中消耗的真實功率為 P =EI cosφ。因此，當用作交流功率計時，測功機測量提供給負載的真實功率。

一個。測功機儀器作為交流功率計

灣。負載電流電壓相量圖

圖 3. 測功機功率計指針的偏轉(zhuǎn)與 EI cosφ 成正比，因此該儀器測量的是真正的交流功率。圖片由Amna Ahmad提供

示例 1

瓦特表測量提供給負載的交流功率為 100 W，電流表和電壓表指示負載電流和電壓分別為 1.5 A 和 100 V。計算電流和電壓之間的相位角。

解決方案

噸r在和磷○在和r=磷=和我C○s披TruePower=P=EIcosφ所以，

C○s披=磷和我=100在100在×1.5一個=0.667cosφ=PEI=100W100V×1.5A=0.667和，

披=C○s?1（0.667）=48.2°φ=cos?1（0.667）=48.2°示例 2

一個 115 V 電源為負載提供 700 mA。如果提供給負載的功率測量為 75 W，請確定負載電流和電源電壓之間的相位角。

解決方案

C○s披=磷和我=75在115在×100米一個=0.932cosφ=PEI=75W115V×100mA=0.932和，

披=C○s?1（0.932）=21.3°φ=cos?1（0.932）=21.3°

關(guān)鍵要點——交流電表

電力可以用功率計、電能質(zhì)量計和鉗形電流表等測試儀器來測量。瓦特計是一種測量電路中真實功率的測試儀器。瓦特表配有刻度，通常以瓦 （W）、千瓦 （kW） 或兆瓦 （MW） 為單位。功率計用于通過測量真實功率來分析電路。根據(jù)系統(tǒng)連接（無論是星形連接還是三角形連接），可以使用多個功率計來測量三相系統(tǒng)中的真實功率?！　?/p>