La puissance dont la lettre est indiquée. Détermination de l'unité de mesure de la puissance actuelle. Concept de puissance active

Pouvoir électrique- une grandeur physique caractérisant le taux de transmission ou de conversion de l'énergie électrique.

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Leçon 363. Alimentation dans le circuit CA

Puissance active, réactive et apparente. Qu'est-ce que c'est, sur l'exemple d'une analogie visuelle.

Travail et puissance du courant électrique. Travail en cours | Physique 8e année # 19 | Leçon d'informations

Quelle est la différence entre TENSION et COURANT

Watt Joule et Puissance

Les sous-titres

Puissance électrique instantanée

La puissance instantanée est le produit des valeurs instantanées de tension et de courant dans n'importe quelle partie du circuit électrique.

Courant continu

Étant donné que les valeurs du courant et de la tension sont constantes et égales aux valeurs instantanées à tout moment, la puissance peut être calculée par la formule :

P = I ⋅ U (\ displaystyle P = I \ cdot U) .

Pour un circuit linéaire passif dans lequel la loi d'Ohm est observée, vous pouvez écrire :

P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\ displaystyle P = I ^ (2) \ cdot R = (\ frac (U ^ (2)) (R))), où R (\ style d'affichage R)- résistance électrique .

Si le circuit contient une source EMF, alors la puissance électrique émise ou absorbée par celle-ci est égale à :

P = I ⋅ E (\ displaystyle P = I \ cdot (\ mathcal (E))), où E (\ displaystyle (\ mathcal (E)))- CEM.

Si le courant à l'intérieur de la CEM est opposé au gradient de potentiel (circule à l'intérieur de la CEM de plus en moins), alors la puissance est absorbée par la source de CEM du réseau (par exemple, lorsque le moteur électrique fonctionne ou lorsque la batterie est charge), s'il est codirectionnel (flux à l'intérieur du champ électromagnétique du moins au plus), il est alors transmis par la source au réseau (par exemple, lorsqu'une batterie galvanique ou un générateur fonctionne). Compte tenu de la résistance interne de la source EMF, la puissance libérée sur celle-ci p = I 2 r (\ displaystyle p = I ^ (2) \ cdot r) ajouté à l'absorbé ou soustrait du donné.

Alimentation CA

Dans les circuits alternatifs, la formule de la puissance continue ne peut être utilisée que pour calculer la puissance instantanée, qui varie considérablement dans le temps et n'est pas très utile directement pour la plupart des calculs pratiques simples. Le calcul direct de la puissance moyenne nécessite une intégration dans le temps. Pour calculer la puissance dans des circuits où la tension et le courant varient périodiquement, la puissance moyenne peut être calculée en intégrant la puissance instantanée sur une période. En pratique, le plus important est le calcul de la puissance dans les circuits de tension et de courant sinusoïdaux alternatifs.

Afin de relier les notions de puissance totale, active, réactive et de facteur de puissance, il convient de se tourner vers la théorie des nombres complexes. Nous pouvons supposer que la puissance dans le circuit de courant alternatif est exprimée sous la forme d'un nombre complexe tel que la puissance active est sa partie réelle, la puissance réactive est la partie imaginaire, la puissance apparente est le module et l'angle (déphasage) est l'argument. Pour un tel modèle, toutes les relations écrites ci-dessous sont valides.

Puissance active

.

Puissance réactive - une valeur caractérisant les charges créées dans les appareils électriques par les fluctuations de l'énergie du champ électromagnétique dans un circuit à courant alternatif sinusoïdal, est égale au produit des valeurs de tension efficace U (\ style d'affichage U) et courant I (\ style d'affichage I) fois le sinus de l'angle de phase (\ displaystyle \ varphi) entre eux: Q = U ⋅ I ⋅ sin ⁡ φ (\ displaystyle Q = U \ cdot I \ cdot \ sin \ varphi)(si le courant est en retard par rapport à la tension, le déphasage est considéré comme positif, s'il est en avance - négatif). La puissance réactive est liée à la puissance totale S (\ style d'affichage S) et puissance active P (\ style d'affichage P) rapport: | Q | = S 2 - P 2 (\ displaystyle | Q | = (\ sqrt (S ^ (2) -P ^ (2)))).

La signification physique de la puissance réactive est l'énergie pompée de la source vers les éléments réactifs du récepteur (inducteurs, condensateurs, enroulements du moteur), puis renvoyée par ces éléments vers la source pendant une période d'oscillation, appelée cette période.

Il est à noter que la valeur des valeurs (\ displaystyle \ varphi) 0 à plus 90 ° est une valeur positive. La magnitude sin ⁡ φ (\ displaystyle \ sin \ varphi) pour les valeurs (\ displaystyle \ varphi) 0 à -90 ° est négatif. Selon la formule Q = U I sin ⁡ φ (\ displaystyle Q = UI \ sin \ varphi), la puissance réactive peut être soit une valeur positive (si la charge a une nature active-inductive), soit négative (si la charge a une nature active-capacitive). Cette circonstance souligne le fait que la puissance réactive ne participe pas au travail du courant électrique. Lorsqu'un appareil a une puissance réactive positive, il est d'usage de dire qu'il la consomme, et lorsqu'il est négatif, il produit, mais il s'agit d'une pure convention du fait que la plupart des appareils consommateurs d'énergie (par exemple, les moteurs asynchrones), comme ainsi qu'une charge purement active connectée via un transformateur sont active-inductive.

Les générateurs synchrones installés dans les centrales électriques peuvent à la fois produire et consommer de la puissance réactive, en fonction de l'amplitude du courant d'excitation circulant dans l'enroulement du rotor du générateur. En raison de cette caractéristique des machines électriques synchrones, le niveau de tension défini du réseau est régulé. Pour éliminer les surcharges et augmenter le facteur de puissance des installations électriques, une compensation de puissance réactive est effectuée.

L'utilisation de transducteurs de mesure électriques modernes sur la technologie des microprocesseurs permet une évaluation plus précise de la quantité d'énergie renvoyée d'une charge inductive et capacitive à une source de tension alternative.

Pleine puissance

L'unité de puissance électrique totale est le volt-ampère (désignation russe : B A; international: VA) .

Puissance apparente - une valeur égale au produit des valeurs efficaces du courant électrique périodique I (\ style d'affichage I) en circuit et en tension U (\ style d'affichage U) sur ses pinces : S = U I (\ displaystyle S = U \ cdot I); associé aux puissances active et réactive par le rapport : S = P 2 + Q 2, (\ displaystyle S = (\ sqrt (P ^ (2) + Q ^ (2))),) où P (\ style d'affichage P)- puissance active, Q (\ style d'affichage Q)- puissance réactive (avec charge inductive Q> 0 (\ displaystyle Q> 0), et pour capacitif Q< 0 {\displaystyle Q<0} ).

La dépendance vectorielle entre les puissances totale, active et réactive est exprimée par la formule : S = P ⟶ + Q ⟶. (\ displaystyle (\ stackrel (\ longrightarrow) (S)) = (\ stackrel (\ longrightarrow) (P)) + (\ stackrel (\ longrightarrow) (Q)).)Puissance intégrée

La puissance, similaire à l'impédance, peut s'écrire sous une forme complexe :

S ˙ = U ˙ I ˙ ∗ = I 2 Z = U 2 Z ∗, (\ displaystyle (\ point (S)) = (\ point (U)) (\ point (I)) ^ (*) = I ^ (2) \ mathbb (Z) = (\ frac (U ^ (2)) (\ mathbb (Z) ^ (*))),) où U ˙ (\ displaystyle (\ point (U)))- stress complexe, I ˙ (\ displaystyle (\ point (I)))- courant complexe, Z (\ displaystyle \ mathbb (Z))- impédance, * - opérateur de conjugaison complexe.

Module de puissance complexe | S | (\ displaystyle \ left | (\ dot (S)) \ right |)égal à la pleine puissance S (\ style d'affichage S)... Partie réelle R e (S ˙) (\ displaystyle \ mathrm (Re) ((\ point (S))))égal à la puissance active P (\ style d'affichage P) et imaginaire Je m (S ˙) (\ displaystyle \ mathrm (Im) ((\ dot (S))))- puissance réactive Q (\ style d'affichage Q) avec le signe correct selon la nature de la charge. La puissance de certains appareils électriques

Le tableau montre les valeurs de puissance de certains consommateurs électriques :

Appareil électroménager	Puissance, W
lampe de poche ampoule	1
routeur réseau, concentrateur	10…20
Unité centrale PC	100…1700
bloc système serveur	200…1500
Moniteur PC CRT	15…200
moniteur pour pc lcd	2…40
lampe fluorescente domestique	5…30
lampe à incandescence	25…150
Réfrigérateur domestique	15…700
Aspirateur électrique	100… 3000
Fer électrique	300…2 000
Machine à laver	350…2 000
Cuisinière électrique	1 000…2 000
Machine à souder domestique	1 000…5 500
Moteur de tramway	45 000…50 000
Moteur de locomotive électrique	650 000
Moteur de levage de mine	1 000 000...5 000 000
Moteurs électriques de laminoir	6 000 000…9 000 000

La puissance est un indicateur physique. Il identifie le travail effectué au fil du temps pour aider à mesurer le changement énergétique. Grâce à l'unité de mesure de la puissance actuelle, il est facile de déterminer le flux d'énergie à grande vitesse dans n'importe quel intervalle spatial.

Calcul et types

En raison de la dépendance directe de la puissance vis-à-vis de la tension du réseau et de la charge actuelle, il s'ensuit que cette valeur peut apparaître à la fois à partir de l'interaction d'un courant important avec une basse tension et à la suite de l'apparition d'une tension importante. avec un courant faible. Ce principe est applicable à la transformation dans les transformateurs et lors de la transmission d'électricité sur de grandes distances.

Il existe une formule pour calculer cet indicateur. Il a la forme P = A / t = I * U, où :

• P est une mesure de la puissance actuelle, mesurée en watts ;
• A - travaux en cours sur le tronçon de chaîne, calculés en joules ;
• t agit comme un intervalle de temps pendant lequel le travail en cours a été effectué, est déterminé en secondes ;
• U est la tension électrique de la section de circuit, calculée en Volts ;
• I - intensité du courant, calculée en ampères.

L'alimentation électrique peut avoir des indicateurs actifs et réactifs. Dans le premier cas, la force de puissance est transformée en une autre énergie. Il se mesure en watts car il facilite la conversion des volts et des ampères.

L'indicateur de puissance réactive contribue à l'apparition d'un phénomène d'auto-induction. Une telle transformation renvoie en partie des flux d'énergie vers le réseau, ce qui il y a un déplacement des valeurs courantes et des tensions ayant un effet négatif sur le réseau électrique.

Détermination de l'indicateur actif et réactif

La puissance active est calculée en déterminant la valeur totale d'un circuit monophasé dans un courant sinusoïdal sur une période de temps souhaitée. La formule de calcul se présente sous la forme de l'expression P = U * I * cos φ, où :

• U et I agissent comme courant et tension efficaces ;
• cos est l'angle de phase entre ces deux valeurs.

En raison de l'activité électrique, l'électricité est convertie en d'autres types d'énergie : l'énergie thermique et électromagnétique. Tout réseau électrique avec un courant sinusoïdal ou non sinusoïdal détermine l'activité de la section de chaîne en additionnant les puissances de chaque écart de chaîne individuel. La puissance électrique d'une section de chaîne triphasée est déterminée par la somme de chaque puissance de phase.

Un indicateur similaire de la force de puissance active est la valeur de la puissance de transmission, qui est calculée par la différence entre sa chute et sa réflexion.

L'indicateur réactif est mesuré en voltampères. C'est une grandeur utilisée pour déterminer les charges électriques générées par les champs électromagnétiques dans un circuit alternatif. L'unité de mesure de la puissance du courant électrique est calculée en multipliant la valeur quadratique moyenne de la tension dans le réseau U par le courant alternatif I et le sinus de phase entre ces valeurs. La formule de calcul est la suivante : Q = U * I * sin.

Si la charge de courant est inférieure à la tension, alors le déphasage est positif, si, au contraire, il est négatif.

Valeur de mesure

L'unité électrique principale est la puissance. Afin de déterminer en quoi est mesurée la puissance du courant électrique, il est nécessaire d'étudier les principales caractéristiques de cette grandeur. Selon les lois de la physique, elle se mesure en watts. Dans les conditions de production et dans la vie de tous les jours, la valeur est convertie en kilowatts. Les calculs à grande échelle nécessitent une conversion en mégawatts. Cette approche est pratiquée dans les centrales électriques pour produire de l'énergie électrique. Le travail est mesuré en joules. La valeur est déterminée par les ratios suivants :

La force d'alimentation du consommateur est indiquée sur l'appareil électrique lui-même ou dans son passeport. Après avoir déterminé ce paramètre, vous pouvez obtenir les valeurs d'indicateurs tels que la tension et le courant électrique. Les indicateurs utilisés indiquent dans quoi est mesurée la puissance électrique, ils peuvent agir sous forme de wattmètres et de varmètres. La puissance réactive de l'indicateur de puissance est déterminée par un compteur de phase, un voltmètre et un ampèremètre. La norme d'état dans laquelle la puissance actuelle est mesurée est la plage de fréquences de 40 à 2500 Hz.

Exemples de calcul

Pour calculer le courant de la bouilloire avec une puissance électrique de 2 KW, la formule I = P / U = (2 * 1000) / 220 = 9 A. et la tension actuelle. Selon cette formule, l'indicateur de tous les appareils ménagers est calculé.

Si le circuit est inductif ou a une grande capacité, il est alors nécessaire de calculer l'unité de puissance du courant en utilisant d'autres approches. Par exemple, la puissance d'un moteur à courant alternatif est déterminée à l'aide de la formule P = I * U * cos.

Lorsque l'appareil est connecté à un réseau triphasé, où la tension sera de 380 V, pour déterminer l'indicateur, les puissances de chaque phase sont additionnées séparément.

A titre d'exemple, on peut considérer une chaudière à trois phases d'une puissance de 3 kW, dont chacune consomme 1 kW. Le courant de phase est calculé par la formule I = P / U * cos φ = (1 * 1000) / 220 = 4,5 A.

Sur tout appareil, un indicateur de puissance électrique est indiqué. Le transport de gros volumes d'énergie utilisés dans la production s'effectue le long de lignes à haute tension. L'énergie est convertie à l'aide de sous-stations en courant électrique et est fourni pour une utilisation sur secteur.

Grâce à des calculs simples, la valeur de la puissance est déterminée. Connaissant sa valeur, vous pouvez faire le bon choix de tension pour le plein fonctionnement des appareils ménagers et industriels. Cette approche permettra d'éviter l'épuisement des appareils électriques et de protéger le réseau électrique contre les surtensions.

Au XVIIIe siècle, la puissance a commencé à se compter en chevaux. Jusqu'à présent, cette grandeur physique est utilisée pour désigner la force des moteurs. À côté de l'indicateur de puissance du moteur à combustion interne en watts, la valeur en ch continue d'être écrite.

La puissance en tant que grandeur physique, formule de puissance

Une valeur qui montre à quelle vitesse la conversion, la traduction ou la consommation d'énergie dans n'importe quel système se produit - la puissance. Pour les caractéristiques des conditions énergétiques, il est important de savoir à quelle vitesse le processus est effectué. Le travail effectué par unité de temps est appelé puissance :

• Qu'en est-il du travail ;
• il est temps.

La puissance mécanique et la puissance électrique peuvent être prises en compte séparément.

Pour obtenir une réponse à la question : comment est mesurée la puissance mécanique, considérons l'action de la force sur un corps en mouvement. La force fait le travail, la puissance dans ce cas est déterminée par la formule :

• F - force;
• v est la vitesse.

Lors d'un mouvement de rotation, cette valeur est déterminée en tenant compte du moment de force et de la fréquence de rotation, "rpm".

La relation entre le courant électrique et la puissance

En génie électrique, le travail sera U - la tension qui déplace 1 coulomb, le nombre de coulombs déplacés par unité de temps est le courant (I). La puissance de courant électrique ou puissance électrique P est obtenue en multipliant le courant par la tension :

C'est un travail complet fait en 1 seconde. La dépendance est ici directe. En modifiant le courant ou la tension, la puissance consommée par l'appareil est modifiée.

La même valeur de P est obtenue en faisant varier l'une des deux valeurs.

Détermination de l'unité de mesure de la puissance actuelle

L'unité de mesure de la puissance actuelle porte le nom de James Watt, un ingénieur mécanicien écossais. 1 W est la puissance qu'un courant de 1 A produit à une différence de potentiel de 1 V.

Par exemple, une source à une tension de 3,5 V crée un courant de 0,2 A dans le circuit, puis la puissance actuelle sera :

P = U * I = 3,5 * 0,2 = 0,7 W.

Attention! En mécanique, la puissance est généralement représentée par la lettre N, en génie électrique par la lettre P. Comment n et P sont-ils mesurés ? Quelle que soit la désignation, c'est une quantité, et elle est mesurée en watts "W".

Watt et autres unités de puissance

En parlant de la mesure dans laquelle la puissance est mesurée, vous devez savoir de quoi il s'agit. Un watt est une valeur correspondant à 1 J/s. Il est accepté dans le système international d'unités. Dans quelles unités la puissance est-elle mesurée ? La branche des sciences de l'astrophysique fonctionne avec une unité appelée erg/s. Erg est une valeur très petite, égale à 10-7 W.

Une autre unité, encore répandue, de cette série est la "puissance en chevaux". En 1789, James Watt a calculé qu'une charge de 75 kg provenant d'une mine pouvait être tirée par un cheval et effectuée à une vitesse de 1 m/s. Sur la base du calcul de cette intensité de travail, la puissance des moteurs peut être mesurée avec cette valeur dans le rapport :

1 h.p. = 0,74 kW.

Intéressant. Les Américains et les Britanniques pensent que 1 ch. = 745,7 watts et Russes - 735,5 watts. Cela n'a aucun sens de discuter qui a raison et qui n'a pas raison, puisque cette mesure n'est pas systémique et ne devrait pas être utilisée. L'Organisation Internationale de Métrologie Légale recommande son retrait de la circulation.

En Russie, lors du calcul d'une politique CASCO ou OSAGO, ces données du groupe motopropulseur de la voiture sont utilisées.

La formule de la relation entre la puissance, la tension et le courant

En génie électrique, le travail est considéré comme une certaine quantité d'énergie dégagée par une source d'alimentation pour faire fonctionner un appareil électrique sur une période de temps. Par conséquent, la puissance électrique est une quantité qui décrit la vitesse de transformation ou de transmission de l'électricité. Sa formule pour le courant continu ressemble à ceci :

• U - tension, V;
• I - force actuelle, A.

Pour certains cas, en utilisant la formule de la loi d'Ohm, la puissance peut être calculée en substituant la valeur de résistance :

P = I * 2 * R, où:

• I - force actuelle, A;
• R - résistance, Ohm.

Dans le cas du calcul de la puissance des circuits alternatifs, vous devrez faire face à trois types :

• sa formule active : P = U * I * cos ϕ, où est le coefficient d'angle de phase ;
• réactif est calculé : Q = U * I * sin ;
• full se présente sous la forme : S = √P2 + Q2, où P est actif et Q2 est réactif.

Les calculs pour les circuits CA monophasés et triphasés sont effectués selon différentes formules.

Important! Les consommateurs d'électricité dans les entreprises sont principalement des moteurs à induction, des transformateurs et d'autres récepteurs inductifs. Pendant le fonctionnement, ils utilisent de la puissance réactive qui, circulant le long des lignes électriques, conduit la ligne de transmission à une charge supplémentaire. Pour améliorer la qualité de l'énergie, la compensation d'énergie réactive est utilisée sous la forme d'unités de condensateurs.

Instruments de mesure de la puissance électrique

Un wattmètre permet de mesurer la puissance. Il a deux enroulements. L'un est inclus dans le circuit en série, comme un ampèremètre, le second en parallèle, comme un voltmètre. Dans les installations de l'industrie électrique, les wattmètres déterminent des valeurs en kilowattheures "kWh". Des mesures sont nécessaires non seulement pour l'énergie électrique, mais aussi pour l'énergie laser. Les appareils capables de mesurer cet indicateur sont fabriqués à la fois en version stationnaire et portable. Avec leur aide, le niveau de rayonnement laser des équipements utilisant ce type d'énergie est estimé. L'un des compteurs portables est le LP1, un fabricant japonais. LP1 permet la détermination directe des valeurs d'intensité lumineuse, par exemple, dans le spot visuel des dispositifs optiques des lecteurs DVD.

Puissance dans les appareils électroménagers

Pour chauffer le métal du filament d'une ampoule, pour augmenter la température de la surface de travail d'un fer à repasser ou d'un autre appareil électroménager, une certaine quantité d'électricité est dépensée. Sa valeur prise par la charge par heure est considérée comme la consommation électrique de cet appareil.

Attention! Si l'ampoule indique "40 W, 230 V", cela signifie qu'en 1 heure elle consomme 40 W sur le secteur. Connaissant le nombre d'ampoules et les paramètres, ils calculent la quantité d'énergie dépensée pour l'éclairage des pièces par mois.

Comment traduire les watts

Depuis watt– la valeur est petite, dans la vie de tous les jours, ils fonctionnent avec des kilowatts, utilisez le système de conversion :

• 1 W = 0,001 kW ;
• 10 W = 0,01 kW ;
• 100 W = 0,1 kW ;
• 1000W = 1kW.

La puissance de certains appareils électriques, W

Valeurs moyennes de la consommation électrique des appareils ménagers :

• plaques - 110006000 W;
• réfrigérateurs - 150-600 W;
• machines à laver - 1000-3000 W;
• aspirateurs - 1300-4000 W;
• bouilloires électriques - 2000-3000 W.

Les paramètres de chaque appareil électroménager sont indiqués dans le passeport, et sont également indiqués sur le boîtier. Les valeurs exactes pour l'information du consommateur y sont définies.

Vidéo

Informations générales. La mesure de puissance est très courante dans la pratique des mesures électriques et électroniques sur courant continu et alternatif dans toute la gamme de fréquence maîtrisée - jusqu'au millimètre et ondes plus courtes.

La mesure de la puissance dans le domaine des micro-ondes est particulièrement importante, car la puissance est la seule caractéristique du mode électrique du chemin correspondant, lorsque la mesure du courant et de la tension aux micro-ondes en raison de la grande erreur est pratiquement impossible.

La puissance est mesurée avec des wattmètres allant de fractions de microwatts à des unités - des dizaines de gigawatts.

En fonction de la puissance mesurée, les appareils sont divisés en petits wattmètres (<10 мВт), средней (10 мВт... 10 Вт) и большой (>10W) de puissance.

L'unité de mesure de base de la puissance est le watt (W). Les multiples et sous-multiples sont également utilisés :

Gigawatt (1 GW = W) ;

Mégawatt (1 MW = W);

Kilowatt (1 kW = W);

Milliwatt (1mW = W);

Microwatt (1 µW = W).

Les désignations internationales des groupes motopropulseurs sont données à l'annexe 1.

La puissance peut être mesurée non seulement en unités absolues, mais également en unités relatives - décibels :

Des méthodes indirectes et directes sont utilisées pour mesurer la puissance. Dans la classification du catalogue, les wattmètres électroniques sont désignés comme suit : Ml - exemplaire, M2 - puissance transmise, MZ - puissance absorbée, M4 - ponts pour wattmètres, M5 - convertisseurs (têtes) de wattmètres.

Les wattmètres électromécaniques sont classés selon les unités de puissance indiquées sur leurs échelles et plastrons : W - wattmètres : kW - kilowattmètres ; mW - milliwattmètres ; W - microwattmètres.

Mesure de puissance dans les circuits DC et AC de basses fréquences. Pour mesurer la puissance dans les circuits CC et CA de fréquences industrielles, on utilise le plus souvent des wattmètres électromécaniques de systèmes électrodynamiques et ferrodynamiques.

Dans la pratique de laboratoire, les wattmètres d'un système électrodynamique des 3e, 4e et 5e classes de précision (0,1 ; ​​0,2 ; 0,5) sont principalement utilisés. Dans l'industrie, pour les mesures techniques, des wattmètres d'un système ferrodynamique de 6, 7 et 8 classes de précision (1,0; 1,5 et 2,5) sont utilisés.

Les échelles des wattmètres à limite unique sont graduées dans les valeurs de la grandeur mesurée (watts, kilowatts, etc.). Les wattmètres multi-gammes ont une échelle non graduée. Avant d'utiliser de tels wattmètres avec une valeur de courant nominale connue et une valeur de tension commémorative de la limite sélectionnée, ainsi que le nombre de divisions du wattmètre utilisé, il est nécessaire de déterminer sa valeur de division. avec(constante de l'appareil) à selon la formule

Connaissant la valeur de division pour un wattmètre donné dans la limite choisie, il est facile de lire la valeur de la puissance mesurée. La valeur de puissance mesurée sera

où N.-É. - compter le nombre de divisions sur l'échelle de l'appareil.

Wattmètres d'un système électrodynamique sont utilisés pour mesurer la puissance dans les circuits AC et DC avec une fréquence allant jusqu'à plusieurs kilohertz.

Wattmètres du système ferrodynamique sont utilisés pour mesurer la puissance dans les circuits AC et DC de fréquences industrielles.

Sur les courants continus et alternatifs de basses, moyennes et hautes fréquences, des méthodes indirectes de mesure de puissance sont utilisées, c'est-à-dire les tensions, courants et déphasages sont déterminés par des calculs de puissance ultérieurs. La puissance active d'un courant alternatif biphasé dans un circuit avec une charge complexe est déterminée par la formule

où U, je- tension et courant efficaces ;

Déphasage entre courant et tension.

Dans un circuit avec une charge purement résistive , quand = 0, = 1, le courant alternatif est

, (3.33)

puissance de courant d'impulsion:

En pratique, la puissance moyenne est généralement mesurée sur une période de répétition des impulsions :

(3-35)

où q - cycle de service: q =;

Durée de pouls;

Facteur de forme d'impulsion 1 ;

Période de répétition des impulsions.

Méthodes de mesure de puissance haute fréquence... Il existe deux méthodes typiques de mesure de la puissance (selon son type : absorbée ou transmise).

Pouvoir absorbé est la puissance consommée par la charge. Dans ce cas, la charge est remplacée par son équivalent, et la puissance mesurée est complètement dissipée sur cette charge équivalente, puis la puissance du processus thermique est mesurée. La charge du wattmètre absorbe complètement la puissance, c'est pourquoi ces appareils sont appelés wattmètres de puissance absorbée (Fig. 3.16, une).Étant donné que la charge doit absorber complètement la puissance mesurée, l'appareil ne peut être utilisé que lorsque le consommateur est déconnecté. L'erreur de mesure sera d'autant plus faible que l'adaptation de l'impédance d'entrée du wattmètre avec l'impédance de sortie de la source étudiée ou l'impédance caractéristique de la ligne de transmission sera assurée.

Riz. 3.16. Méthodes de mesure de la puissance absorbée (o) et transmise avec des wattmètres (b)

Pouvoir de dépassement est la puissance transmise par le générateur à la charge réelle. Les appareils qui le mesurent sont appelés wattmètres de puissance de passage. De tels wattmètres consomment une fraction insignifiante de la puissance de la source, et la majeure partie est libérée dans la charge utile réelle (Fig. 3.16, b).

Les wattmètres de puissance de passage comprennent des dispositifs sur des transducteurs à effet Hall, avec un mur absorbant et d'autres dispositifs.

Dans la gamme des hautes et ultra hautes fréquences, les méthodes indirectes de mesure de la puissance ne sont pas utilisées, car dans différentes sections de la ligne de transmission, les valeurs de l'intensité du courant et de la chute de tension sont différentes; de plus, le raccordement de l'appareil de mesure modifie le mode de fonctionnement du circuit de mesure. Par conséquent, d'autres méthodes sont utilisées aux fréquences micro-ondes : 1 par exemple, convertir l'énergie électromagnétique en énergie thermique (méthode calorimétrique), changer la résistance d'une résistance (méthode de la thermistance).

Méthode calorimétrique la mesure de puissance est très précise. Cette méthode est utilisée sur toute la plage de fréquences radio lors de la mesure de puissances relativement élevées en cas de déperdition de chaleur. La méthode calorimétrique est basée sur la conversion de l'énergie électrique en énergie thermique lorsqu'un certain liquide est chauffé dans le calorimètre d'un wattmètre (Fig. 3.17). Ensuite, la puissance est estimée en déterminant à partir de la différence de température connue et du volume connu de liquide traversant le calorimètre :

, (3.36)

où est le coefficient du liquide utilisé ;

- volume de liquide chauffé.

Riz. 3.17. Appareil wattmètre calorimétrique

L'erreur de la méthode calorimétrique est de 1 ... 7%.

Méthode par thermistance (bolométrique) La mesure de puissance est basée sur l'utilisation de la propriété des thermistances de changer leur résistance sous l'influence de la puissance absorbée des oscillations électromagnétiques. Les thermistances et les bolomètres sont utilisés comme thermistances.

Thermistance est une plaque (ou disque) semi-conductrice enfermée dans un ballon de verre. Les thermistances ont un coefficient de température négatif, c'est-à-dire à mesure que la température augmente, leur résistance diminue.

Bolomètre est une fine plaque de mica ou de verre recouverte d'une couche (film) de platine. Les bolomètres à film ont une sensibilité très élevée (jusqu'à ... W). Les bolomètres ont un coefficient de température positif, c'est-à-dire à mesure que la température augmente, leur résistance augmente.

La sensibilité et la fiabilité des thermistances sont supérieures à celles des bolomètres, mais les paramètres des bolomètres sont plus stables, ils sont donc utilisés dans des exemples de wattmètres (sous-groupe M1).

La méthode de la thermistance offre une sensibilité élevée, elle est donc utilisée pour mesurer des puissances faibles et moyennes. L'utilisation de prises et de dispositifs diviseurs permet d'utiliser la méthode pour mesurer des puissances élevées. L'erreur des wattmètres à thermistance est de 4 ... 10% et dépend le plus souvent du degré d'adaptation de la charge.

Les principales caractéristiques métrologiques des wattmètres que vous devez connaître lors du choix d'un appareil sont les suivantes :

Type d'appareil (puissance absorbée ou transmise) ;

Plage de mesure de puissance ;

Gamme de fréquences;

Erreur de mesure admissible ;

Rapport d'onde stationnaire (SWR) de l'entrée du wattmètre ou du module de réflectance.

Questions de contrôle

1. Donner la règle pour inclure un ampèremètre dans le circuit étudié.

2. A quoi servent les shunts ?

3. Comment la résistance de l'ampèremètre shunt change-t-elle ?

4. Comment le shunt est-il connecté à l'ampèremètre ?

5. De quel système les ampèremètres sont le plus souvent utilisés pour mesurer le courant continu ?

6. Les ampèremètres de quel système sont utilisés pour mesurer l'intensité I du courant alternatif de hautes fréquences ?

7. Quelles règles doivent être suivies lors de la mesure de courant haute fréquence ?

8. Donnez le circuit équivalent de l'ampèremètre pour mesurer l'intensité du courant des basses fréquences.

9. Donnez le circuit équivalent de l'ampèremètre pour mesurer l'intensité du courant des hautes fréquences.

10. Énumérez les principaux paramètres de l'ampèremètre.

11. Quelle est l'exigence pour la résistance interne de l'ampèremètre ?

12. Pourquoi est-il impossible d'utiliser un ampèremètre électromécanique d'un système électrodynamique pour mesurer l'intensité d'un courant alternatif de hautes fréquences ?

13. Énumérez les avantages des ampèremètres du système magnétoélectrique.

14. Énumérez les inconvénients des ampèremètres du système magnétoélectrique.

15. Combien de shunts contient un ampèremètre électromécanique à cinq plages de mesure ?

16. Quelle est la différence fondamentale entre un voltmètre et un ampèremètre ?

17. Comment le voltmètre est-il connecté au circuit ?

18. A quoi servent les résistances supplémentaires ?

19. Que faut-il faire pour étendre la plage de mesure de tension d'un voltmètre électromécanique ?

20. Énumérez les avantages et les inconvénients des voltmètres électromécaniques.

21. Pour quelles raisons les voltmètres analogiques électroniques sont-ils classés ?

22. Quels schémas structurels sont utilisés pour construire des voltmètres analogiques électroniques ?

23. Énumérez les avantages et les inconvénients des voltmètres analogiques électroniques.

24. Pourquoi les voltmètres de type U - D ont-ils une sensibilité élevée ?

25. Pourquoi les voltmètres de type D - U ont-ils une large plage de fréquences ?

26. Quels sont les avantages des voltmètres numériques électroniques par rapport aux voltmètres analogiques électroniques ?

27. Pourquoi les voltmètres analogiques électroniques ont-ils une échelle en décibels ?

28. Quelles sont les principales caractéristiques métrologiques du choix d'un voltmètre ?

29. Dans quelles unités la tension est-elle mesurée ?

30. Que sont les multimètres ?

31. Quels appareils peuvent être utilisés pour mesurer la puissance dans les circuits CC ?

32. Quels appareils peuvent être utilisés pour mesurer la puissance dans les circuits alternatifs de courant sinusoïdal de fréquences industrielles ?

33. Quelle méthode peut être utilisée pour mesurer une faible puissance dans la gamme des micro-ondes ?

34. Quelle méthode peut être utilisée pour mesurer une puissance élevée dans le domaine des micro-ondes ?

35. Que devez-vous savoir pour déterminer la puissance d'un signal d'impulsion ?

36. Déterminer la puissance allouée à la résistance R = 1 kΩ avec courant continu de 5 mA.

37. Déterminer la résistance dissipée R- Puissance de 2 kOhm, si un courant sinusoïdal d'amplitude 4 mA le traverse.

38. Quelle est la méthode calorimétrique pour mesurer la puissance ?

39. Quelle est la méthode de mesure de la puissance de la thermistance ?

40. Qu'est-ce qu'un bolomètre et où est-il utilisé ?

41. Indiquer les avantages d'une thermistance par rapport à un bolomètre.

42. Soulignez les inconvénients d'une thermistance par rapport à un bolomètre.

43. Énumérez les avantages et les inconvénients des wattmètres électrodynamiques.

44. A quel groupe et sous-groupe appartiennent les wattmètres de puissance absorbée ?

45. Quelle partie de l'énergie est consommée par les wattmètres de puissance de passage ?

Le concept de puissance (M) est associé à la productivité d'un mécanisme, d'une machine ou d'un moteur particulier. M peut être défini comme la quantité de travail effectué par unité de temps. C'est-à-dire que M est égal au rapport entre le travail et le temps consacré à sa mise en œuvre. Dans le système international d'unités (SI) généralement accepté, la seule unité de mesure de M est le watt. Parallèlement à cela, la puissance (hp) est toujours l'indicateur alternatif pour M. Dans de nombreux pays du monde, il est d'usage de mesurer M des moteurs à combustion interne en ch et M des moteurs électriques en watts.

Variétés d'EIM

Avec le développement des progrès scientifiques et technologiques, un grand nombre d'unités de mesure de puissance (UIM) différentes sont apparues. Parmi eux aujourd'hui, tels que W, kgcm / s, erg / s et hp sont en demande. Afin de ne pas introduire de confusion lors du passage d'un système de mesure à un autre, le tableau EIM suivant a été compilé, dans lequel la puissance réelle est mesurée.

Tables de relations entre EIM

MIE	W	kgcm / s	erg / s	h.p.
1 watt	1	0,102	10^7	1,36 x 10 ^ -3
1 kilowatt	10^3	102	10^10	1,36
1 mégawatt	10^6	102 x 10 ^ 3	10^13	1,36 x 10 ^ 3
1 kgcm par seconde	9,81	1	9,81 x 10 ^ 7	1,36 x 10 ^ -2
1 erg par seconde	10^-7	1,02x10 ^ -8	1	1,36 x 10 ^ -10
1 h.p.	735,5	75	7,355 x 10 ^ 9	1

Mesurer M en mécanique

Tous les corps du monde réel sont mis en mouvement par la force qui leur est appliquée. L'impact sur le corps d'un ou plusieurs vecteurs est appelé travail mécanique (P). Par exemple, la force de traction d'une voiture l'entraîne. C'est ainsi que s'accomplit le R. mécanique.

D'un point de vue scientifique, P est la quantité physique "A", déterminée par le produit de la grandeur de la force "F", la distance de déplacement du corps "S" et le cosinus de l'angle entre les vecteurs de ces deux quantités.

La formule pour le travail ressemble à ceci:

A = F x S x cos (F, S).

M "N" dans ce cas sera déterminé par le rapport entre la quantité de travail et la période de temps "t" pendant laquelle les forces ont agi sur le corps. Par conséquent, la formule définissant M sera la suivante :

Moteur mécanique M

La grandeur physique M en mécanique caractérise les capacités de divers moteurs. Dans les voitures M, le moteur est déterminé par le volume des chambres de combustion du carburant liquide. M du moteur est le travail (la quantité d'énergie générée) par unité de temps. Le moteur, pendant son fonctionnement, convertit un type d'énergie en un autre potentiel. Dans ce cas, le moteur convertit l'énergie thermique de la combustion du carburant en énergie cinétique du mouvement de torsion.

C'est important à savoir ! L'indicateur principal M du moteur est le couple maximum.

C'est le couple qui crée la poussée du moteur. Plus cet indicateur est élevé, plus le M de l'unité est élevé.

Dans notre pays, les unités de puissance M sont calculées en chevaux-vapeur. Partout dans le monde, il existe une tendance à calculer M dans W. Désormais, la caractéristique de puissance est indiquée dans la documentation en deux dimensions à la fois en ch. et kilowatts. Dans quelle unité mesurer M est déterminé par le fabricant des centrales électriques et mécaniques.

M électricité

L'électricité M est caractérisée par le taux de conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique, thermique ou lumineuse. Selon le système international SI, le watt est l'EIM, dans lequel la puissance apparente de l'électricité est mesurée.