Цифровой ваттметр

Работы ваттметра

Разнообразные электрические приборы могут потреблять неодинаковый объем энергии. Есть большое количество технологий, которые дают возможность сэкономить энергию, не утратив качество эксплуатации. Разрабатываются приспособления, которые измеряют энергопотребление и помогают дать оценку затратам. Таковым считается бытовой ваттметр в розетку.

Что это такое

На сегодняшний день экономия электроэнергии является крайне актуальным вопросом. Осуществляется выпуск большого количества приспособлений, где используются новейшие технологии, которые дают возможность сэкономить электрическую энергию, не потеряв в качестве. Кроме того, прогресс коснулся и измерительных приспособлений.

Ваттметр бытовой — прибор, предназначенный в целях замера мощности, которая потребляется приемником электроэнергии в домашних условиях и не нуждающийся в особой схеме включения. В отличие от электросчетчиков, измеряющих используемую мощность по квартирам (домам), ваттметр способен осуществить измерения мощности в любых точках жилища.

Важно! Рассматриваемое приспособление функционирует также точно, как и электросчетчик. Отличием станет более тонкая разбивка информации по конкретному потребителю.

Основной сферой применения ваттметров являются промышленные отрасли в электроэнергетике, машиностроении, ремонт электроустройств. Кроме того, зачастую подобные устройства используются в бытовых условиях. Они приобретаются специалистами по электронике, компьютерам, радиолюбителями, чтобы рассчитать экономию использования электроэнергии.

Ваттметры используют, чтобы:

  • Вычислить мощность устройств.
  • Провести тесты электроцепей, определенных ее частей.
  • Провести испытания электрических установок, как индикаторов.
  • Проверить действие электрического оборудования.
  • Провести учет потребляемой энергии.

Бытовые ваттметры в розетке не нуждаются в специальных схемах подключения. Когда электросчетчик показывает общую мощность в жилище, то такие приспособления отражают работу всех розеток отдельно. Их устройство предусматривает вилку для подключения к розетке, гнездо, чтобы включить нагрузку.

Технические параметры

В соответствии с указанными техпараметрами, приспособление крайне полезное в домашнем использовании и дает возможность оценить напряжение в электросети, ток, мощность нагрузки и расходование электричества.

    рабочее и тестируемое напряжение: 80

260VAC;

  • замеряемый ток: 0-20A;
  • рабочая частота (в электросети): 50-60 Гц;
  • замеряемая мощность: 0-4500Вт;
  • расходование электроэнергии: 0-9999 кВтч (отображается, какое количество электричества за 60 минут затрачивается подсоединенный к такому приспособление электронный прибор);
  • рабочие температурные показатели окружающего пространства: 0-50 градусов;
  • указанные габариты 8,5 на 5 на 2,5 см будут соответствовать реальным параметрам.
  • Важно! Кроме мощности, такое устройство способно измерять напряжение, электроток, частоту. Другие возможности ваттметров будут зависеть от компании-производителя.

    Преимущества и недостатки ваттметра

    К преимуществам относят:

    • опцию применения в цепях постоянного и переменного токов;
    • опцию градуировки на постоянном токе;
    • достаточную стабильность показаний;
    • высокую точность.

    К недостаткам следует отнести:

    • воздействие наружных электромагнитных полей и механического воздействия;
    • значительную мощность потребления.

    Изучив все достоинства и недостатки устройства, возможно осуществить правильный выбор приспособления.

    Изначально требуется замерять напряжение, после силу тока, а тогда, отталкиваясь от показателей, мощность. С учетом предназначения различаются следующие разновидности ваттметров:

    • Измеритель мощности. Применяют, чтобы вычислить количество ватт в оптическом либо радиодиапазоне.
    • Киловаттметр. Используют в процессе проведения замеров больших параметров (примерно 100Кв).
    • Милливаттметр. Чтобы измерять малые показатели (менее единицы).
    • Варметр. Он показывает реактивную мощность электроцепи.
    • Ваттварметр. Дает возможность узнать сведения об активной и реактивной мощности в электроцепи переменного тока.

    По типу измерения, преобразования показателей и получению информации рассматриваемые приспособления делятся на цифровые и бытовые.

    Цифровой

    Основой функционирования цифрового ваттметра становятся общие измерения. В этих целях на входе устанавливают: последовательно нагрузке — индикатор тока, параллельно — индикатор напряжения. Они выполняются на основе термисторов, спецтрансформаторов, термопар и прочих.

    Мгновенные показатели замеряемых величин при помощи цифрового преобразователя будут переданы на интегрированный процессор. Тут будут произведены требуемые замеры и выданы в качестве итоговых данных на монитор и подсоединенные наружные приспособления.

    Бытовой

    Самыми популярными и точными бытовыми ваттметрами считаются устройства электродинамической системы.

    Принцип функционирования предполагает взаимосвязь 2 катушек. Одна неподвижна и обладает толстой обмоткой с малым количеством витков. Другая будет подвижной, намотка изготовлена из тонкого провода. Обладает большим количеством витков, потому сопротивление будет высоким.

    Подключается параллельно нагрузке и оснащается вспомогательным сопротивлением (чтобы исключить короткое замыкание).

    Во время подсоединения устройства к электросети, в них формируются электромагнитные поля. В процессе взаимодействия создается вращение, отклоняющее подвижную катушку с подключенной стрелкой на конкретный угол.

    Что измеряет

    Часто возникает вопрос, какую мощность будет показывать ваттметр. Посредством рассматриваемого приспособления возможно осуществить замер используемой мощности фактически всех устройств в жилище. При измерении требуется учитывать номинальную мощность приспособления, где происходят замеры, чтобы не нанести вред ваттметру. Это даст возможность сэкономить электрическую энергию при помощи выключения либо снижения времени работы бытовой техники. Теперь будет известно, какое количество электроэнергии потребляет, к примеру, телевизор и он чаще отключается от сети. Кроме того, возможно провести измерения пиковых нагрузок потребителей электроэнергии и коэффициент мощности электросети.

    Помимо этого, есть возможность установить тарифы на электричество для получения цены используемой электроэнергии за определенный период. Достаточно комфортно, когда пользователю необходима экономия, поскольку прибор показывает сколько будет стоить использование конкретного приспособления.

    Как подключить

    От правильности подключения ваттметра в конкретной части электроцепи зависит точность полученной информации. Надлежащая схема подключения ваттметра будет выглядеть таким образом: неподвижную катушку ваттметра последовательно соединяют с нагрузкой либо потребителями электричества.

    Подвижная катушка подключается с вспомогательным сопротивлением, а после весь участок параллельно подключают к нагрузке. Подвижный участок рассматриваемого приспособления обладает определенным углом поворота.

    Так как в схеме применяется добавочное сопротивление, электроцепь приспособления обладает фактически постоянным сопротивлением. Мощность определяется непосредственно по такому показателю.

    В таком устройстве равномерным образом наносится шкала измерений, которая изготовлена в 1-стороннем варианте, когда положение делений продолжается от 0 вправо. Когда электрический ток изменит собственное направление, подобное ведет к изменениям в направлении поворота и вращению активной катушки. Когда подсоединение рассматриваемого приспособления произведено неверно и направление тока другое, электроприбор не будет работать.

    Из-за этих факторов нельзя путать зажимы, используемые для подсоединения. Последовательная обмотка обладает зажимом, который подключает к источнику питания. Параллельную электроцепь называют генераторной, обладает собственной клеммой для подключения фрагмента к проводу, который связан с последовательной катушкой.

    Важно! При надлежащем подсоединении, токи в катушке ваттметра от генераторного направляются к негенераторному зажиму.

    Правила использования

    Известно несколько разных ваттметров, большая часть приспособлений призвана проводить аналогичные замеры. Однако необходимо отыскать устройство, подключаемое к розетке на стене, (наиболее простой метод точного определения, какое количество электроэнергии использует конкретный прибор). Возможно пользоваться аналоговыми и цифровыми ваттметрами. Приобретение цифровых устройств даст возможность потребителям получить точную информацию, в тот момент как аналоговые приборы потребуют от пользователей самых простых расчетов для установления потребления ватт.

    Цифровой прибор подключают к электросети. Необходимо удостовериться, что приспособление будет отображать показатель «0» и очистится от последних замеров. Далее подключают какой-либо домашний прибор к ваттметру для получения показаний мощности. Когда ваттметр цифровой, приспособлению, обычно, необходимо только 5 секунд для вычисления показаний. Такие приспособления будут отображать число ватт, используемых устройством в течение 60 минут.

    Когда счетчик является аналоговым, необходимо посмотреть на крутящиеся диски в нем. Используется секундомер для определения количества времени, которое необходимо для полного разворота дисков. Далее берутся данные киловатт, показываемые ваттметром, умножается на 3600 и разделяется на число секунд, на протяжении которых устройство вращается. Это будет коэффициентом применения мощности в течение 60 минут. Повторяется данная процедура на любых приборах для оценки электрической быттехники в жилище.

    Лица, желающие получить более точные данные об общем энергопотреблении в собственном жилище, могут вызвать электриков (они устанавливают производительный ваттметр). Подобное устройство предоставит подробные данные о цене и применении электроэнергии во всем доме, к примеру, какие части жилища используют наибольшее количество электричества. Такие счетчики предназначаются для помощи владельцам домов. Благодаря им удается сократить собственные траты на электрическую энергию, не проводя индивидуальные тесты на всех бытовых приборах по отдельности.

    Сведения, которые получены при помощи ваттметра, дают возможность существенно сэкономить средства. Тратя адекватную сумму на покупку рассматриваемого приспособления, пользователь получает полные сведения об эффективности функционирования домашней техники.

    Конструкция

    Перед приобретением изделия, необходимо исследовать устройство и понять принцип действия ваттметра. Бытовой ваттметр включает в себя:

    • ДТ, ДН — индикаторы тока и напряжения;
    • АЦП— цифровой преобразователь, при помощи аналогового сигнала происходит преобразование в цифровой;
    • микроконтроллер — происходит обрабатывание полученных от индикаторов сигналов по определенному алгоритму, после чего отправляются сведения на монитор;
    • монитор — на нем будет отображаться полученная информация;
    • СВ — средство, которое осуществляет ввод данных и дает возможность человеку задавать параметры в целях получения необходимой информации;
    • I — ток, который протекает через ваттметр;
    • Uвх — входное напряжение;
    • Uвых — напряжение выхода ваттметра.

    Лучшие модели

    На рынке существует большое количество таких измерительных приборов от европейских и отечественных производителей. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Необходимо детально исследовать наиболее популярные модели.

    ROBITON PM-1

    Устройство, которое помогает контролировать расходование электрической энергии из электросети 1 потребителем. В нем совмещается в 1 корпусе вилка, розетка, электроблок и монитор, считывающий полученные данные.

    Дает возможность вычислять мощность единичной, подсоединенной через устройство, нагрузки. Ваттметр определяет число используемой энергии за конкретный временной период и рассчитывает цену использованного электричества.

    • компактные размеры, простота, адекватная цена;
    • возможность работы с любыми бытовыми устройства;
    • возможность определения числа энергии, которая потребляется нагревателем.
    • плохо продумано обнуление;
    • работает лишь в тепле.

    HiDANCE 3680W AC Power Meter

    Компактное бытовое электронное приспособление с расширенным функционалом. Дает возможность определять силу напряжения переменного тока. Рассчитывается потребляемая мощность и ее коэффициент.

    Присутствует функция определения цены используемой энергии. Устройство комфортно во время тестирования быттехники, электроприборов и нагревателей любого типа в целях расчета экономической эффективности.

    • яркий дизайн, аккуратная сборка цифрового прибора;
    • высокоточные измерения, наглядно отображается результат;
    • большое количество режимов.
    • необходимо снова вводить стоимость после обнуления информации;
    • приваренные штыри увилки.

    Espada TSL 1500WB

    Легкий для освоения и использования ваттметр, который тестирует быттехнику по уровню потребленной энергии. Крайне комфортен, чтобы проверять потребление электроэнергии в процессе выбора обогревателя. Устройство в кратчайший период времени показывает реальную мощность, траты и цену электроэнергии.

    Помогает рассчитывать теплоэффективность и траты на протяжении отопительного сезона. Предусматривается опция введения информации при 2-хтарифном счётчике. Изделие сигнализирует о нештатной ситуации либо превышении силы тока, мощности.

    • высокоточное изделие, скорость измерений;
    • подсвечивается монитор, большие цифры;
    • расчёт цены электричества.
    • непостоянная подсветка;
    • трудно менять источник питания.
    Читайте также:  Мощный импульсный блок питания на 12 В своими руками

    TP-Link HS110

    Прибор контролирует и осуществляет замеры на дистанции посредством сети с помощью смартфона либо иного электроприбора. Предусматривается опция автоподключения либо выключения потребителей энергии.

    Мониторинг на дистанции потребления электроэнергии дает возможность выбирать надлежащий режим функционирования быттехники либо отопительных систем. Ваттметр помогает выставлять требуемую мощность.

    • опция контроля на расстоянии;
    • компактные размеры, функционирует с любой бытовой техникой;
    • адекватная стоимость.
    • восприимчивость к качеству сети.

    Edimax SP 2101W

    Интеллектуальное устройство с опцией замера мощности. Подключается к любой стандартной сети. Приспособление будет управлять уровнем энергопотребления, подключать либо отключать бытовую технику самостоятельно, по команде либо по расписанию.

    Контролирует функционирование бытовых устройств, осуществляя автоотключение питания в нештатном режиме. Вспомогательная функция — передается тревожный сигнал в авторежиме.

    • «умная» розетка, контролирующая мощность;
    • помощь при выработке эконом режима;
    • сохраняется результат на протяжении года.

    Ваттметр является прибором, который необходим в различных сферах, в том числе в быту. Цифровые устройства дают намного больше информации. При выборе изделия следует учесть его техпараметры, рабочую частоту и компанию-разработчика. Нужно помнить, что модификации из Китая намного дешевле, но качество и точность их измерений не на самом высоком уровне.


    Аналоговый и цифровой ваттметр

    Одной из важнейших характеристик электрической цепи является ее мощность. С помощью данного параметра определяется величина работы, которую электрический ток выполняет за определенную единицу времени. Все устройства включаемые в цепь должны иметь мощность, соответствующую мощности конкретной сети. Для замеров мощности электрического тока применяется специальный измерительный прибор – ваттметр.

    В основном он нужен в сетях переменного тока, определяя мощность включенных приборов, а также для тестирования сетей и их отдельных участков, контроля и слежения за режимом работы электрооборудования, учета потребленной электроэнергии.

    Классификация ваттметров

    До того, как выполняется измерение мощности ваттметром, на исследуемом участке предварительно измеряется сила тока и напряжение. Для того чтобы получить наглядную итоговую информацию, эти данные следует преобразовать с помощью ваттметров, которые могут быть аналоговыми и цифровыми.

    Большая часть всех измерений в течение длительного времени проводилась аналоговыми устройствами, в свою очередь разделяющихся на категории показывающих и самопишущих. Они отображают значение активной мощности на заданном участке цепи. Типичным представителем считается показывающий прибор с полукруглой шкалой и поворачивающейся стрелкой. На шкалу нанесена градуировка, соответствующая величинам нарастающей мощности, которую он измеряет в ваттах.

    Другой тип – ваттметр цифровой относится к измерительным приборам, способным выполнять замеры не только активной, но и реактивной мощности. Все подобные устройства оборудованы дисплеем, на который кроме мощности, выводятся показания силы тока, напряжения, расхода электроэнергии за определенный период времени. Наиболее совершенные приборы подключаются и позволяют выводить полученные данные на компьютер, расположенный удаленно от места проведения измерений.

    Принцип действия аналогового ваттметра

    Основой конструкции наиболее распространенных аналоговых ваттметров является электродинамическая система. Приборы этого типа дают возможность сделать максимально точные замеры и получить необходимые результаты.

    Принцип действия ваттметра аналогового типа осуществляется на основе двух взаимодействующих катушек. Первая катушка является неподвижной, в ее конструкции используется толстый обмоточный провод с небольшим количеством витков и незначительным сопротивлением. Подключение этой катушки выполняется последовательно с потребителем.

    Вторая катушка находится в движении. Для ее обмотки применяется тонкий проводник с большим числом витков и высоким сопротивлением. Эта катушка подключается параллельно с потребителем и оборудуется дополнительным сопротивлением для защиты от коротких замыканий обмоток.

    Когда ваттметр включается в сеть, в обмотках его катушек появляются магнитные поля, взаимодействующие между собой. За счет этого взаимодействия происходит образование момента вращения, отклоняющего движущуюся обмотку на величину расчетного угла. На данный показатель оказывает влияние произведение силы тока и напряжения в установленный момент времени.

    Как работает цифровой ваттметр

    Основной принцип работы цифрового ваттметра заключается в предварительном измерении силы тока и напряжения на исследуемом участке цепи. К потребителю нагрузки последовательно подключается датчик тока, а датчик напряжения подключается по параллельной схеме. Главным конструктивным элементом датчика служит термистор, термопара или измеряющий трансформатор.

    По такому же принципу работает ваттметр бытовой, широко используемый в домашних условиях. Такое устройство достаточно включить в розетку, чтобы начать процесс измерения.

    Основой устройства служит микропроцессор, к которому поступают измеренные параметры тока и напряжения, после чего и вычисляется мощность. Полученные результаты выводятся на экран и одновременно передаются на внешние приборы. В самом микропроцессоре присутствуют элементы, в том числе и микроконтроллеры, позволяющие автоматически управлять рабочими режимами, дистанционно переключать пределы измерений. С их помощью выполняется индикация условных обозначений измеряемых величин.

    При работе с преобразователями больших и средних уровней мощности, выполняется калибровка цифрового устройства с помощью калибратора мощности постоянного тока. Самостоятельная калибровка ваттметра осуществляется калибратором мощности переменного тока. Питание всех узлов и элементов происходит через источник питания постоянного тока, встроенный внутрь измерительного прибора.

    Напряжение, поступающее с приемного преобразователя, включенного в розетку, усиливается УПТ – усилителем постоянного тока до значений, делающих более устойчивой работу АЦП – блока аналого-цифрового преобразователя. Далее напряжение, пропорциональное измеряемой мощности, преобразуется во временной интервал, заполняемый импульсами опорной частоты.

    Количество этих импульсов, пропорциональное измеряемой мощности будет отображаться на ЦОУ – цифровом отсчетном устройстве. Полученные данные могут быть введены в специальное устройство, предназначенное для обработки информации.

    Схема подключения измерительного прибора

    От того, насколько правильно подключен ваттметр в конкретном участке цепи, будет зависеть точность полученных данных. Правильная схема включения ваттметра выглядит следующим образом: неподвижная катушка тока измерительного прибора последовательно соединяется с нагрузкой или потребителями электроэнергии.

    Подвижная катушка напряжения последовательно соединяется с добавочным сопротивлением, а затем весь этот участок параллельно подключается к нагрузке. Подвижная часть ваттметра имеет определенный угол поворота, вычисляемый по формуле: α = k2IхIu = k2U/Ru, в которой I и Iu являются соответственно токами последовательной и параллельной катушек прибора.

    Поскольку в схеме используется добавочное сопротивление, параллельная цепь устройства будет обладать практически постоянным сопротивлением (Ru). В этом случае угол поворота будет равен: α = (k2/Ru)хIхU = k2IхU = k3P. То есть, мощность цепи будет определяться именно по этому параметру.

    В ваттметре равномерно нанесена измерительная шкала, сделанная в одностороннем варианте, когда расположение делений начинается от нуля в правую сторону. Когда электрический ток в неподвижной катушке изменяет свое направление, это приводит к изменению направления поворота и вращающего момента подвижной катушки. Если подключение ваттметра выполнено неправильно и направление тока будет другим, электронный прибор не сработает.

    По этим причинам не следует путать зажимы, которые используют для подключения. Последовательная обмотка имеет зажим для соединения с источником питания, называемый генераторным. Параллельная цепь также называется генераторной и имеет собственную нужную клемму, чтобы подключить участок к проводу, соединенному с последовательной катушкой.

    При нормальном подключении, токи в катушках прибора от генераторных зажимов направляются к негенераторным.

    Ваттметр

    Что такое ваттметр

    Думаю, все вы курсе, что электрический ток может выполнять работу. Например, вскипятить воду в электрочайнике, перемолоть кофе в кофемолке, согреть курицу в микроволновке и так далее. Все эти бытовые приборы являются нагрузкой для домашней сети. Но, как вы знаете, некоторые приборы “крутят” счетчик очень быстро, а некоторые приборы почти не потребляют электрический ток.

    Если включить чайник и лампочку накаливания в вашей комнате и оставить на час, то чайник “съест” электроэнергии намного больше, чем та же самая лампа накаливания. Дело в том, что чайник обладает большей мощностью, чем лампочка. В этом случае можно сказать, что мощность чайника будет больше, чем мощность лампы в единицу времени, например, за секунду. Чтобы точно измерить, во сколько раз чайник потребляет электрической энергии больше, чем лампочка, нам нужно измерить мощность чайника и лампочки.

    Ваттметр – это прибор, который измеряет потребляемую мощность какой-либо нагрузки. Выделяют три группы ваттметров:

    • низкой частоты и постоянного тока
    • радиочастотные ваттметры
    • оптические ваттметры

    Так как наш сайт посвящен электронике и электротехнике, то мы будем в этой статье рассматривать только ваттметры постоянного тока и низкой частоты. Под низкой частотой подразумевается частота в 50-60 Герц.

    Мощность постоянного тока

    Итак, вы уже все в курсе, что любая нагрузка для электрического тока потребляет какую-либо мощность. Мощность постоянного тока выражается формулой:

    P – это мощность, которая выражается в Ваттах (Вт,W)

    I – сила тока, которую потребляет нагрузка, выражается в Амперах

    U – напряжение, которое подается на нагрузку, выражается в Вольтах

    Поэтому, чтобы найти мощность какой-либо нагрузки, которая подсоединена к постоянному току, достаточно перемножить значение силы тока и напряжения. Например, на этом фото мы видим вентилятор от компьютера, который подцепили к лабораторному блоку питания. Его мощность, как не трудно догадаться, составила P=IU=0,18 Ампер x 12 Вольт =2,16 Ватт.

    Ваттметры для постоянного тока

    Вы ведь не будете каждый раз таскать с собой громоздкий блок питания или два мультиметра, которые будут измерять и ток и напряжение? Поэтому, в настоящее время ваттметры представляют из себя законченные приборы, которые очень легко соединяются с потребляемой нагрузкой. На Алиэкспрессе я находил вот такие ваттметры для постоянного тока, которые показывают сразу и ток, и напряжение, и потребляемую мощность нагрузки. К проводам, где написано SOURCE цепляем источник постоянного тока, а к проводам LOAD цепляем нагрузку. Все элементарно и просто!

    Некоторые из них идут в комплекте со шунтом

    Схема подключения источника постоянного тока и нагрузки в таком ваттметре выглядит так

    Ну и самый бюджетный вариант – это взять ампервольтметр и просто умножать значения тока и напряжения

    Вот такой вольтамперметр рассчитан на максимальные параметры 100 Вольт и 50 Ампер. То есть, теоретически, он может измерять мощность до 5 кВт.

    Мощность переменного тока

    Мощность переменного тока вычисляется по формуле:

    P – мощность, Ватт

    I – сила тока, Ампер

    U – напряжение, Вольты

    cos φ – коэффициент мощности

    Что еще за косинус фи? И что он вообще означает? Есть такие радиоэлементы как конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, электромеханические реле различные двигатели и прочие радиоэлементы, которые обладают какой-либо емкостью или индуктивностью.

    Если вспомнить осциллограмму переменного напряжения из нашей домашней розетки, то она будет выглядеть вот так:

    Если же запитать какую-нибудь нагрузку, типа лампочки накаливания, то у нас в дело пойдет также такой параметр как сила тока. Так как лампочка накаливания не обладает никакой емкостью или индуктивностью, то сила тока у нас будет синфазно меняться с напряжением. Синфазно – это означает одинаково, синхронно. Например, синхронное плавание. Там участники все делают вместе и одинаково.

    Читайте также:  Светодиодная цветомузыка своими руками

    Так вот, такой параметр как сила тока и напряжение на лампочке тоже действуют синфазно. Ниже красной синусоидой я показал силу тока, которая “бежит” через лампочку:

    Видите? Она начинается в этом же месте, где и напряжение. Сила тока достигает максимума, и напряжение тоже достигает максимума в это же самое время, следовательно и мощность в этот момент тоже максимальная (P=IU). Сила тока равняется нулю и напряжение тоже равняется нулю в том месте, где пересекаются эти синусоиды, значит и мощность в этот момент тоже будет равняться нулю.

    Но весь прикол в том, что каким-то чудом радиоэлементы, обладающие индуктивной или емкостной составляющей (конденсаторы, катушки, трансформаторы и тд) умудряются сдвигать синусоиду силы тока.

    Предположим, будем питать от сети мой трансформаторный блок питания.

    И у нас осциллограмма силы тока уже будет принимать примерно вот такой вид:

    Что здесь произошло? Так как первичная обмотка трансформатора обладает индуктивностью, то эта самая индуктивность сдвинула осциллограмму силы тока. Более подробно можете прочитать в статье активное и реактивное сопротивление.

    В зависимости от значения индуктивной или емкостной составляющей, сила тока может либо опережать либо отставать от напряжения. А чтобы измерить на сколько, для этого в обиход ввели фи ( φ), которая показывает этот сдвиг в градусах.

    Короче говоря, не будем рассматривать тригонометрию, скажу просто, что для расчета мощности берут косинус значения этого угла.

    Ваттметр цифровой на сетевое напряжение

    В гостях у нас китайский ваттметр, приобретенный на распродаже в Алиэкспрессе.

    Ну что же, давайте познакомимся с ним поближе.

    Первая строка на ваттметре – это часы. Они начинают счет только тогда, когда в розетку ваттметра включена какая-либо нагрузка. Нагрузкой в нашем случае может быть любой электробытовой прибор: утюг, паяльник, светильник и так далее

    Строкой ниже, с помощью кнопки “Energy”, мы можем выводить параметры электрического сигнала, такие как:

    – напряжение (V, Вольт)

    – сила тока (A, Ампер)

    – коэффициент мощности (Power Factor) или cos φ (косинус фи,безразмерная величина, то есть измеряется чисто в цифрах)

    Третья строка – это расчет стоимости электроэнергии. Измеряется в Киловаттах умноженных на Час (КВатт х час). Самая частая ошибка – это когда пишут кВатт/час. Запомните, там знак не деления, а умножения! Вот за эти киловатт-часы мы и платим денежку провайдерам электрической энергии ;-).

    Сейчас никакая нагрузка не включена в розетку ваттметра. Смотрим на дисплей:

    Ничего себе, почти 240 вольт.

    Можно замерить частоту. 50 Герц – так и должно быть.

    Так как в розетке нашего ваттметра нет никакой нагрузки, следовательно и сила тока также будет равняться нулю:

    Ну и мощность также будет равняться нулю

    Косинус фи и реактивная нагрузка

    Например, мой самопальный простой блок питания, включенный в сеть и не питающий никакую нагрузку, все равно потребляет энергию, так как является трансформаторным. Напряжение сразу идет на первичную обмотку трансформатора.

    Его не следует оставлять включенным в розетку, так как он все равно хоть и немного потребляет ток.

    Включаю свой трансформаторный блок питания в сеть 220 Вольт. Итак, напряжение в розетке 236,8 Вольт:

    К блоку питания я подцепил лампочку на 12 вольт. Итого, нагруженный блок питания у нас потребляет 0,043 Ампера.

    Power Factor – коэффициент мощности, он же косинус фи. Сейчас он у нас равен 0,42, так как нагрузка индуктивная.

    Проверяем все это дело по формуле P=IU cos φ=0,043х236,8х0,42= 4,28 Ватт. Почти все сходится с небольшой погрешностью.

    Косинус фи и активная нагрузка

    Давайте проведем еще один опыт. Возьмем лампу накаливания на 220 Вольт и подцепим ее через ваттметр в сеть. Так как лампочка накаливания у нас не обладает ни индуктивностью, ни емкостью, то на графике синусоида силы тока и напряжения будет примерно выглядеть вот так. То есть синхронно:

    Фи в этом случае равен нулю (сдвига фаз между ними нет). Вспоминаем школьный курс тригонометрии и помним, что косинус нуля – это единичка!

    Проверяем на опыте.

    Power Factor, он же косинус фи, высвечивает единичку. Все верно!

    Замеряем потребляемую силу тока:

    Считаем по формуле: P=IU cos φ=0,115х233,5х1= 26,9 Ватт. Все также сходится с небольшой погрешностью 😉

    Немного отходя от темы, давайте еще напоследок глянем, какую мощность потребляет светодиодная лампа

    Всего 6 Ватт! А светит она даже получше 25 Ваттной, которую я использовал в опытах. Вывод делайте сами.

    Где купить ваттметр

    Как я уже сказал, брал на Али. Выбирайте любой понравившийся на сетевое напряжение

    Ваттметры – виды и применение, схема подключения, особенности использования

    Каждый потребитель, питаемый от электрической сети, потребляет какую-то мощность. Мощность характеризует в данном случае скорость выполнения электрической сетью работы, необходимой для функционирования того или иного прибора либо цепи, которая от этой сети питается. Разумеется, сеть должна быть в состоянии обеспечить данную мощность и не быть при этом перегруженной, иначе может случиться авария.

    Для измерения потребляемой мощности в цепях переменного тока используют специальные приборы — ваттметры. Ваттметры показывают текущую потребляемую мощность, а некоторые из них способны даже подсчитать количество энергии в киловатт-часах, израсходованной за определенное время, пока потребитель работал. В данной статье мы рассмотрим несколько основных видов ваттметров.

    Ваттметры находят применение в самых разных сферах промышленности и быта, особенно в электроэнергетике и в машиностроении. Кроме того ваттметры часто полезны в быту.

    Их используют для определения мощности различной бытовой техники, для расчета приблизительной стоимости электроэнергии в месяц, для диагностики приборов, для тестирования сетей, да и просто в качестве наглядных индикаторов. Есть щитовые ваттметры, ваттметры в виде сетевых адаптеров, цифровые и аналоговые ваттметры.

    Принцип работы данных приборов в общем виде прост: измеряются напряжение питания и потребляемый ток, а мощность определяется как произведение данных величин с учетом коэффициента мощности исследуемой цепи. Коэффициент мощности определяется по разности фаз между током и напряжением. Цифровые ваттметры отображают показания на дисплее или записывают их в цифровой форме, а аналоговые — показывают стрелкой на шкале.

    Аналоговые ваттметры

    К аналоговым устройства относятся ваттметры электродинамической системы. Их работа основана на взаимодействии пары катушек, первая из которых неподвижна, а вторая — подвижна, то есть может отклоняться в сторону. Неподвижная катушка связана с током, а подвижная — с напряжением.

    Неподвижная катушка имеет небольшое число витков и включается в цепь измерения мощности последовательно, в то время как подвижная катушка имеет значительно большее количество витков и включается через резистор параллельно исследуемому прибору.

    Чем больший ток проходит по неподвижной катушке — тем сильнее ее магнитное поле отклоняет подвижную катушку, связанную со стрелкой. Шкала прибора отградуирована в ваттах. Как вы уже поняли, здесь автоматически учитываются и ток, и напряжение, и коэффициент мощности цепи.

    Схема подключения ваттметра:

    Схема подключения ваттметра с крышки прибора Д5065:

    Цифровые ваттметры

    Цифровой ваттметр работает совершенно иначе. Ток измеряется косвенным путем по закону Ома посредством оценки падения напряжения на калиброванном шунте, а напряжение — по схеме цифрового вольтметра. Датчиком тока может быть не обязательно шунт, но и трансформатор тока.

    Измеренные схемой мгновенные параметры тока и напряжения обрабатываются микропроцессором, который вычисляет на основе этих данных потребляемую мощность, а также величину суммарной электроэнергии, которая была израсходована потребителем за время проведения замеров. Результат отображается на цифровом дисплее прибора.

    Аналоговые приборы часто можно встретить в виде щитовых, модульных изделий, а цифровые — в виде профессионального оборудования и портативных устройств.

    Бытовой ваттметр

    Очень распространенный пример простого цифрового ваттметра — бытовой ваттметр в виде сетевого адаптера — переходника. Он предназначен для наблюдения мощности потребления, а также для оперативной оценки стоимости электроэнергии в домашних условиях. Ваттметр вставляется в ту розетку, от которой обычно питается прибор, потребление которого необходимо узнать. Затем в розетку ваттметра втыкается вилка самого прибора.

    По нажатии соответствующей кнопки, ваттметр начинает отсчет времени и запись количества потребленной с этого момента электроэнергии, то есть той энергии, которая была отдана через его розетку. Тут же считается стоимость электроэнергии, если предварительно задана цена киловатт-часа. Пока прибор работает а ваттметр измеряет мощность, стоимость на дисплее периодически обновляется. Ваттметры такого типа способны измерять мощности до 3600 Вт.

    Стоит вставить прибор в розетку и воткнуть в него вилку — на дисплее тут же начинается отсчет времени и в режиме реального времени отображается потребляемая мощность. При помощи кнопок можно переключить отображаемый параметр с мощности — на ток, на напряжение, посмотреть пиковую мощность, минимальную мощность и т. д.

    Кроме того на дисплее можно увидеть частоту переменного тока в розетке. Задав стоимость киловатт-часа электроэнергии, при помощи бытового ваттметра можно оценить стоимость электроэнергии, потребляемой холодильником, компьютером, вентилятором, кондиционером, обогревателем, водонагревателем и т. д.

    Профессиональные ваттметры

    Профессиональные ваттметры отличаются расширенным функционалом и повышенным классом точности. Данные приборы позволяют тестировать более простые измерительные приборы, а сами способны измерять мощности в значительно более широком диапазоне величин токов, напряжений и частот нежели бытовые.

    Профессиональный ваттметр стоит дороже, как любой стационарный прибор подобного класса, просто в силу повышенных требований к точности и качеству измерений. Зачастую профессиональные ваттметры не критичны к форме тока, они могут измерять переменный и постоянный, синусоидальной, прямоугольный, пульсирующий и пилообразный токи, вычислять при этом мощность потребления с указанием коэффициента мощности и характера нагрузки (активная, индуктивная, емкостная, смешанная). Выпускаются как для работы с однофазными цепями, так и для трехфазных.

    Аналоговый ваттметр в составе профессионального лабораторного измерительного комплекта К540:

    Щитовые ваттметры

    Для осуществления замеров и индикации активной и реактивной мощности в сетях трехфазного или однофазного переменного тока, полезны щитовые встраиваемые ваттметры. Значение текущей мощности индикатор показывает в виде цифр на своем дисплее, который может иметь обычно до четырех разрядов для обеспечения достаточно высокой точности. Прибор имеет вид своеобразной измерительной головки, монтируемой в корпус.

    Читайте также:  Суперизобретение "Бесплатная электроэнергия без смотки счетчика

    Привычное применение ваттметров данного вида — индикаторные панели различных электротехнических устройств, работающих в сетях с частотой 50 Гц, то есть такие, где ваттметр установлен стационарно и больше не снимается. Возможно сопряжение ваттметра с электронными схемами, которые корректируют работу цепи в которой он установлен в зависимости от динамики активной или реактивной мощности потребления.

    8 лучших ваттметров

    Ваттметр, – энергомер, компактный счётчик мощности (Ватты). Определяет количество электроэнергии (Киловатт/час), потребляемой бытовым или иным прибором. Более крупный аналог – стационарный счётчик, устанавливаемый на входе электрической сети в помещение. Ответственен за суммарную мощность всех потребителей энергии. Бытовой прибор применяется частным порядком для отдельного потребителя, в мастерских по ремонту бытовой электротехники, электронных устройств. Современное развитие ваттметров – «умные» розетки с дистанционным управлением по интернету через смартфон.

    Лучшие бытовые ваттметры

    Представляет собой компактное устройство, параллельно подключаемое в сеть. Чаще всего, совмещает в одном корпусе измерительный блок и розетку. Оснащены функцией определения потреблённой мощности (минимальную и максимальную) в единицу времени.

    Отражают величину напряжения сети, время работы потребителя электроэнергии, расчёт стоимости электричества за рабочий промежуток времени.

    ROBITON PM-1 – недорогой

    Прибор для контроля за расходом электроэнергии из бытовой сети одним потребителем. Совмещает в одном корпусе вилку, розетку, электронный блок и экран дисплея для считывания полученных результатов.

    Позволяет вычислить мощность единичной, подключённой через прибор, нагрузки. Определит количество потребляемой электроэнергии за определённый промежуток времени и рассчитает стоимость израсходованной энергии.

    Плюсы:

    • Компактный, простой, стоит недорого.
    • Можно работать со всей бытовой техникой.
    • Определяет количество электроэнергии, потребляемой нагревателем.

    Минусы:

    • Непродуман механизм обнуления.
    • Работает только в тепле.

    H >

    Компактный бытовой электронный прибор с расширенными функциями. Позволяет определить величину напряжения переменного тока и силу тока. Рассчитывает потребляемую мощность и коэффициент мощности.

    Встроена опция вычисления стоимости потреблённой электроэнергии. Прибор удобен при тестировании бытовых приборов, электронных устройств и электронагревателей всех типов для расчёта экономической эффективности.

    Плюсы:

    • Симпатичный, аккуратно собранный цифровой приборчик.
    • Точность измерений, наглядное отображение результатов.
    • Несколько режимов.

    Минусы:

    • Приходится вновь вводить цену после обнуления полученных результатов.
    • Штырьки у вилки не припаяны, а приварены.

    Espada TSL 1500WB – оптимален для дома

    Простой в освоении и применении электронный ваттметр для тестирования бытовых приборов по уровню потребляемой электроэнергии. Очень удобен для проверки энергопотребления при выборе обогревателя. Прибор в короткое время покажет уровень реальной мощности, затраты и стоимость электроэнергии.

    Поможет рассчитать тепловую эффективность и затраты в течение теплового сезона. Предусмотрена возможность введение данных при двухтарифном счётчике. Просигнализирует о нештатном режиме или превышении силы тока, мощности.

    Плюсы:

    • Хорошая точность, скорость замера.
    • Подсветка дисплея, крупные цифры.
    • Расчёт стоимости электроэнергии.

    Минусы:

    • Подсветка не постоянна.
    • Затруднённая смена источника питания.

    МЕГЕОН 71016 – с жидкокристаллическим дисплеем

    Портативный цифровой прибор для регистрации затраченной электроэнергии одним потребителем. Инструмент оснащён жидкокристаллическим дисплеем со светодиодной подсветкой для работы в тёмное время суток или условиях плохой освещённости.

    Расчёт показателей осуществляется в непрерывном режиме, на всём протяжении работы потребителя электроэнергии. Дополнительная опция – определение объёма выбросов углекислого газа, что важно для замкнутых помещений.

    Плюсы:

    • Размеры, функционал, стоимость.
    • Следит за выбросом углекислого газа.
    • Подсветка ЖК-дисплея.

    Минусы:

    • Цена, заказ в Китае дешевле.
    • Для мастерской скорее нужен, домой – побаловаться.

    Brennenstuhl PM 231 – высокое качество

    Бытовой прибор со стильным дизайном корпуса (Primera-Line). Снабжён двухтарифным счётчиком, – функция «день-ночь». Измеряет напряжение сети, силу тока, частоту.

    Вычисляет потребляемую мощность. Рассчитывает количество потреблённой электроэнергии. Фиксирует время в часах и минутах. Обладает повышенной безопасностью, – предусмотрена защита от детей.

    Плюсы:

    • Отличное качество изготовления, точность.
    • Стильный дизайн, безотказен в работе.
    • Показывает реальную мощность, а не декларируемую.

    Минусы:

    • Маловат шрифт на экране.

    Лучшие интеллектуальные ваттметры

    Современное развитие бытовых ваттметров – наличие внутреннего электронного блока для связи с владельцем посредством интернета. Управление осуществляется дистанционно, через смартфон или другой носитель.

    Расширен функционал за счёт увеличения программ, – отключение при нештатных режимах или аварийной ситуации, передача сигнала на телефон или электронную почту. Кроме бытовых задач, цифровой ваттметр полезен для лабораторий, занимающихся разработкой бытовой техники, – предусмотрено построение графиков и диаграмм с учётом реального времени.

    TP-Link HS110 – замеры на расстоянии

    Управление и произведение измерений на расстоянии с помощью интернета через смартфон или другое электронное устройство. Предусмотрена возможность автоматического подключения или отключения потребителей электроэнергии.

    Дистанционный мониторинг энергопотребления позволит выбрать оптимальный режим работы бытовых приборов или систем отопления, поможет выставить необходимый уровень мощности.

    Плюсы:

    • Возможность дистанционного управления и контроля.
    • Небольшая, работает со всеми бытовыми приборами.
    • Цена, для такого уровня.

    Минусы:

    • Чувствителен к качеству интернета и наличию связи.

    Edimax SP 2101W – интеллектуальный прибор

    Интеллектуальный ваттметр-выключатель с функцией измерения мощности. Подключаем к любой классической розетке.

    Осуществляет взаимосвязь электроники и человека, –управляет уровнем потребления электроэнергии, подключает или отключает бытовые потребители вручную, по команде или по заложенному расписанию.

    Следит за работой бытового устройства, автоматически отключая питание при нештатных ситуациях. Дополнительная опция – передача тревожного сигнала в автоматическом режиме.

    Плюсы:

    • Самая настоящая «умная» розетка с контролем мощности.
    • Помощь в выработке экономного режима.
    • Сохранение результата в течение года.

    Минусы:

    • Возможно, цена. Сэкономленной энергии не так уж много, не окупится.

    Energenie EGM-PWM – зелёная энергетика

    Ваттметр из серии приборов «зелёная» экономная энергетика. Снимает параметры электрической сети, вычисляет уровень мощности, выстраивает графики и диаграммы.

    Программное приложение рассчитывает потребление электроэнергии в требуемый промежуток времени. Отсутствует постоянная привязка к персональному компьютеру, связь может осуществляться по внешней команде или заложенному расписанию.

    Плюсы:

    • Точность, снятие информации в любое время.
    • Программирование на заданное время.
    • Удобен при отоплении дачи.

    Минусы:

    • Купив один, попользовавшись, хочется докупить ещё. Но оправданы траты?

    Друзьям это тоже будет интересно

    Хочешь получать актуальные рейтинги и советы по выбору? Подпишись на наш Telegram.

    Бытовые ваттметры в розетку

    Никому не нужно объяснять, что такое утюг или радиоприемник, вентилятор или электрическая газонокосилка. Но прогресс не стоит на месте — и недавно появилось такое перспективное устройство, как ваттметр в розетку. Необходимо точно знать, что оно из себя представляет и где, как может применяться.

    Зачем это нужно?

    Давно не секрет, что бытовая техника потребляет различное количество электроэнергии. Чтобы сэкономить ее, вовсе не нужно ухудшать свое качество жизни. На помощь приходит бытовой измеритель мощности, позволяющий максимально полноценно определить затраты тока.

    Он работает ничуть не менее точно, чем электрический счетчик. Отличие от него состоит, однако, в более тонкой разбивке данных по конкретным потребителям.

    Виды и использование

    Современные ваттметры призваны уже не только экономить ток. Они одновременно выполняют и роль вольтметров, определяя, есть ли напряжение в сети или нет. Существуют аналоговые и цифровые ваттметры для розеток. Цифровое устройство содержит особое табло, куда сразу выводится необходимая информация. Аналоговая техника выдает предварительные показатели, которые надо будет еще обсчитать дополнительно.

    Впрочем, при наличии знаний из базового школьного курса физики проблем с этим возникнуть не должно. Кроме того, аналоговые устройства еще и дешевле цифровых разработок.

    По внешнему виду ваттметр похож на переходник для розетки. Его панель имеет кнопки, позволяющие управлять устройством.

    Внимание: следует убедиться перед покупкой, что устройство может быть включено напрямую в розетку.

    Составными частями измерителя тока являются:

    • электрические датчики;
    • измерители напряжения;
    • аналогово-цифровые преобразователи;
    • микроконтроллеры;
    • клавиатура для ввода команд и необходимой информации.

    Исходя из описания, видно, что отдельные ваттметры способны самостоятельно умножать измеренный расход тока на установленный тариф. Существуют также устройства, которые при чрезмерно высоком потреблении тока подают различные сигналы. Конкретный порядок действий устанавливает инструкция по применению. Но в большинстве случаев алгоритм приблизительно таков:

    • подключают цифровой измеритель к сети;
    • проверяют, чтобы он показывал ноль;
    • запускают необходимую бытовую технику;
    • через несколько секунд можно будет записать выведенные на дисплей числа.

    Иначе работают со счетчиком на аналоговой элементной базе. Внутри есть крутящиеся диски, показания считывают с секундомером в руках. Когда установлена скорость вращения дисков, измеренный расход тока в киловаттах умножают на 3600 и делят на число секунд, за которое повернулся диск. Полученная цифра и окажется коэффициентом мощности. Как видим, ничего сверхсложного в этой процедуре нет.

    Что еще необходимо знать?

    Существуют ваттметры с отверстиями под аккумуляторы или батарейки. Это позволяет сохранять ранее измеренные параметры и эффективнее сопоставлять данные. У подавляющего большинства ваттметров такие параметры:

    • номинальная мощность до 3,6 кВт;
    • номинальный ток 16А;
    • допустимый диапазон напряжения от 190 до 270 В;
    • рабочая частота 50 Гц;
    • наименьшее измеряемое потребление тока 0,1 Вт;
    • наибольшая погрешность замера 1%;
    • наибольшее накопленное энергопотребление, которое сможет отразить прибор 10 тысяч кВт-ч;
    • потребление энергии самим аппаратом не более 0,5 Вт;
    • допустимые температуры воздуха от +5 до +40 градусов.

    В большинстве случаев ваттметр применяют, чтобы узнать потребление тока электрическим чайником, стиральной машиной, электрообогревателем, плитой или холодильником. К сведению: ваттметр в обиходе еще называют «умной розеткой» или «розеточным счетчиком».

    Как показывает практика, эти устройства очень ценны для желающих сэкономить на электричестве. Их интерфейс прост и понятен даже тем, кто совершенно не разбирается в электротехнике.

    Очень хорошую репутацию имеет Voltcraft Cost Control 3000 Set.

    Помимо измерения суммарного расхода тока этот прибор покажет:

    • напряжение сети;
    • текущее потребление тока;
    • оценку расхода на 23 часа, на 30 суток или на календарный год.

    Можно порекомендовать и Voltcraft 4500 Pro RU. Этот ваттметр относится уже не к домашнему, а скорее к профессиональному классу. Можно будет узнать частоту тока и сдвиг фазы тока и напряжения. Даже если электропитание прервется, на дисплее значения останутся. Специально для такой опции предусмотрена литий-ионная АКБ.

    Из миниатюрных цифровых приборов можно еще порекомендовать HiDANCE 3680W AC Power Meter. Это устройство отличается особо широкой функциональностью. Без проблем можно выяснить напряжение и силу тока, его расход и коэффициент мощности. Разработчики позаботились о возможности вычислить цену потребленной энергии. Внешний вид аппарата очень хорош, а результаты представляются наглядно; однако при обнулении замеров цену электроэнергии придется задавать заново.

    Обзор ваттметра можно посмотреть в следующем видео.


    Ссылка на основную публикацию