电动系功率表结构和工作原理

电动系功率表结构和工作原理

电动系测量机构用于功率测量时，其定圈串联接入被测电路；而动圈与附加电阻串联后并联接人被测电路。国家标准规定，在测量线路中，用一个圆加－条水平粗实线和一条竖直细实线来表示电压与电流相乘的线圈。电动系功率表的电路原理图如图1所示。显然，通过定圈的电流就是被测电路的电流I，所以通常称定圈为电流线圈；动圈支路两端的电压就是被测电路两端的电压，所以通常称动圈为电压线圈，而动圈支路也常被称为电压支路。

①当用于直流电路的功率测量时，通过电流线圈的电流I；与被测电路电流相等，即

I

1=I

图1 电动系功率表的原理电路图

而电压线圈中的电流Jz可由欧姆定律确定，即

由于电流线圈两端的电压降远小于负载两端的电压U，所以可以认为电压支路两端的电压与负载电压tJ是相等的。式（2-21）中R2是电压支路总电阻，它包括电压线圈电阻和附加电阻Rfj。对于一个已制成的功率表，R2是一个常数。又因为电动系功率表可动部分的偏转角为

即电动系功率表用于直流电路的测量时，其可动部分的偏转角α正比于被测负载功率P。

②当用于交流电路的测量时，通过电流线圈的电流I,等于负载电流I，即

而通过电压线圈的电流I2与负载电压J成正比，即

式中Z2——电压支路的总阻抗。

由于电压支路中附加电阻R凸总是比较大，在工作频率不太高时，电压线圈的

感抗可以忽略不计。因此，可以近似认为电压线圈电流I2与负载电压J是同相的，即I2与山之间的相位差等于零，而I1与I2之间的相位差矽跟J；与山之间的相位差￠相等，如图2所示。

因此可得

图2 I1、U、∮、I2、φ的相位关系

即电动系功率表用于交流电路的功率测量时，其可动部分的偏转角α与被测电路的有功功率P 成正比。虽然这一结论是在正弦交流电路的情况下得出的，但它对非正弦交流电路同样适用。