Меню

Ваттметр для сети 220 Вольт

Как узнать, какой мощностью обладает, например, лампа накаливания на 220 Вольт? Да, можно замерять с помощью Мульт иметра 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, трансформаторыэлектромеханические 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

comments powered by HyperComments