Ваттметр для сети 220 Вольт
Как узнать, какой мощностью обладает, например, лампа накаливания на 220 Вольт? Да, можно замерять с помощью Мультиметра такие показания, как силу тока и напряжения и тупо их перемножить. Но есть специальные приборы - ваттметры, которые сразу могут выдать эти показания на своем дисплее. Прибор, который определяет мощность электрического тока, называется ваттметр или в народе, измеритель мощности.
В гостях у нас китайский ваттметр, приобретенный на распродаже в Алиэкспрессе. Выбирайте на ваш вкус и цвет!
Ну что же, давайте познакомимся с ним поближе.
Первая строка на ваттметре - это часики. 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 тд.
Строкой ниже, с помощью кнопочки "Energy", мы можем выводить параметры электрического сигнала, такие как:
- напряжение (V, Вольт)
- сила тока (A, Ампер)
- частота (Hz, Герц)
- мощность (W, Ватт)
- коэффициент мощности (Power Factor) или cos φ ( косинус фи,безразмерная величина, то есть измеряется чисто в цифре)
Думаю, для вас всеобщий интерес представляет такой параметр, как косинус фи. Его мы разберем чуть ниже.
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 нету никакой нагрузки, следовательно и сила тока будет равняться нулю:
Ну и мощность также будет равняться нулю
Существует поверье, что зарядки от мобил и других гаджетов, оставленные в розетке, потребляют электрический ток. Я тоже раньше так думал. Но на самом деле, нифига не потребляют! Я оставлял даже на ночь зарядку в розетке ваттметра. Ничего не накапало.
Тот же самый опыт проводил с помощью мультиметра. Амперметр показывает 0,3 миллиАмпера. Получаем, что 0,0003х220=0,066Ватта потребляет наш зарядник. Если стоит сутки такая зарядка в сети, то получается что 1,58 Ватт в сутки. В год где-то чуть меньше 600 Ватт. У нас Киловатт-час стоит 4 руб. Ну пусть самый дорогой Киловатт-час будет стоить 10 руб. То есть зарядка, оставленная в розетке скушает 0,6 КВт х час х10 руб=6 руб в год))) Думаю, лишние телодвижения по выдергиванию зарядки из сети не стоят таких денег. Хотя в целях противопожарной безопасности все-таки их следует выдергивать.
Зарядки для мобил и других гаджетов считаются импульсными. Принцип действия их немного другой, чем у трансформаторных зарядок. Трансформаторные зарядки имеют минимум радиодеталей и габаритный трансформатор. То есть, трансформаторные зарядки в основном крупнее своих коллег. К трансформаторным зарядкам можно отнести простые заряжалки по 100 рублей для аккумуляторных батареек, а также на ум приходит блок питания от Денди. Блин, сколько я их в детстве спалил((.
Например, мой самопальный Простой блок питания, включенный в сеть и не питающий никакую нагрузку, все равно потребляет энергию, так как он является трансформаторным и напряжение сразу идет на первичную обмотку трансформатора.
Вот его не следует оставлять включенным в розетку.
Думаю, вы все помните, что мощность постоянного тока определяется по формуле
P=IU
где,
P - это мощность, Ватт
U - напряжение, Вольты
I - сила тока, Амперы
А вот мощность переменного тока вычисляется по формуле:
P=IUcos φ
где,
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.
Так вот, такой параметр как сила тока и напряжение 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, 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 же произошло? Так как первичная обмотка трансформатора обладает индуктивностью, то эта самая индуктивность сдвинула синусоиду силы тока.
Тут синфазностью уже и близко не попахивает. То есть как мы видим, синусоида силы тока как бы обгоняет осциллограмму напряжения.
В зависимости от значения индуктивной или емкостной составляющей, сила тока может либо опережать либо отставать от напряжения. А чтобы замерять на сколько, для этого в обиход ввели буковку фи (φ), которая показывает этот сдвиг в градусах.
Короче говоря, не будем рассматривать тригонометрию, скажу просто, что для расчета мощности берут косинус этого значения.
Все элементарно и просто! ;-)
Проверяем на опыте:
Включаю свой трансформаторный блок питания в сеть 220 Вольт. Итак, напряжение в розетке 236,8 Вольт:
К блоку питания я цепанул 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.
Проверяем все это дело по формуле P=IUcos φ=0,043х236,8х0,42=4,28 Ватт. Почти все сходится с небольшой погрешностью.
Так как лампочка накаливания у нас не обладает ни индуктивной ни емкостной составляющей, то на графике синусоида силы тока и напряжения будет примерно выглядеть вот так. То есть синхронно:
Так как фи в этом случае равно нулю (сдвига фаз между ними нету). 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:
Замеряем напряжение:
Считаем по формуле:P=IUcos 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 ;-)
Вроде бы и нефть дешевеет, и альтернативные источники энергии все больше и больше завоевывают популярность. Но Россия - это другая страна. Здесь цены ползут только вверх и почему то всегда обгоняют инфляцию. Чувствуете дыхание кризиса? Не лишним было бы разобраться, какие бытовые приборы кушают много электроэнергии и не проще ли вскипятить тот же самый чайник на газовой плите и не пора ли поменять лампу накаливания на светодиодную? С помощью ваттметра, можно замерить все эти параметры для каждого электроприбора и сделать для себя многозначительные выводы.
Как я уже сказал, брал на Али. Выбирайте любой понравившийся
Читайте также