Экология потребления.Наука и техника: Измеритель мощности - недорогой и полезный прибор, позволяющий узнать, сколько потребляют различные электроприборы.
Недавно я рассказывал, почему для точного измерения мощности электроприборов, работающих от сети, нужен специальный прибор - измеритель мощности (ваттметр), а любые измерения с помощью обычных мультиметров не могут быть точными.
Свой первый измеритель мощности BEBUY я купил пять лет назад в одном из китайских интернет-магазинов. Он, как и многие другие подобные измерители, достаточно точен при измерении мощностей от десятков ватт, но на малых мощностях точность измерения снижается.
В одном из обзоров светодиодных ламп на сайте led-obzor.ru я увидел фотографию измерителя мощности, который показывал значения мощности с сотыми долями. Я спросил у автора сайта, что это за измеритель. Оказался, Robiton. У этого производителя есть две модели измерителей мощности: Robiton PM-1 и Robiton PM-2. Я попросил представителей бренда предоставить мне обе модели для пристального изучения.
Приборы не сильно отличаются по цене (PM-1 стоит 780 рублей, PM-2 белого цвета - 900 рублей, чёрного - 1000 рублей), но очень сильно отличаются по возможностям и точности измерений.
Возможности
Оба прибора включаются в евророзетку, а нагрузка, мощность которой предстоит измерять, подключаются к розетке на корпусе прибора. У обоих приборов три кнопки управления. Оба прибора способны измерять мощность до 3600 Вт.
Прибор измеряет мощность, количество энергии, которую потребила нагрузка (киловатт-часы), и стоимость потреблённой энергии. Цена киловатта настраивается.
Разрешение при измерении мощности не очень высокое, поэтому, при нагрузке 6 Вт показания прибора всё время «скачут» между 5.5 и 6.4 Вт.
Измеритель мощности Robiton PM-1 подойдёт для измерения мощности и стоимости потребляемой энергии электроприборов средней и большой мощности - компьютеров, нагревателей, чайников, холодильников, стиральных машин.
Robiton PM-2 имеет гораздо больше возможностей и более высокую точность.
Три батарейки используются для работы встроенных часов и сохранения показаний после отключения от сети.
Прибор отображает время, напряжение сети, частоту, ток, мощность нагрузки, коэффициент мощности (Power Factor), время измерения, количество энергии, которую потребила нагрузка (киловатт-часы), и стоимость потреблённой энергии. Цена киловатта настраивается с учётом дневного и ночного потребления при двухтарифном учёте. Есть возможность сбросить показания времени измерения, потребления энергии и стоимости.
В качестве источника образцового напряжения 230 В я использовал источник бесперебойного питания с чистой синусоидой APC Smart UPS 700INET в режиме работы от батарей.
Самый точный из моих мультиметров - Mastech MY65 (точность ±(0.1%+3), т.е. ±0.53 В на 230 В) показывал 231.2-232.0 В. Предположительно, источник даёт 231.5 В. Robiton PM2 честно показывал 232 В. Мультиметр UNI-T UT61E завышал показания, но его точность (±0.8%+10) это лишь ±2.84 В на 230 В.
В качестве маломощной измерительной нагрузки я использовал резистор 27 кОм 2 Вт. MY65 (точность ±(0.3%+1)) показал, что его сопротивление составляет 26950 Ом. Мощность должна быть 231.5/26950*231.5=1,9886 Вт. Robiton PM-2 показал 1.99 Вт. Идеально точно!
Robiton PM-1 показывал попеременно 1.8 и 2.0 Вт.
Кроме того я измерил мощность ламп накаливания 25 и 75 Вт. PM-1 показал 25.7 и 75.4 Вт, PM-2 - 25,95 и 75.58 Вт.
У меня была возможность сравнить результаты измерения мощности ваттметра Robiton PM-2 с результатами, полученными на дорогом лабораторном оборудовании для измерения мощности, да ещё и на нагрузке с низким коэффициентом мощности и «рваным» потреблением - светодиодных лампах. По десяти разным образцам ламп с мощностью от 3.4 до 13.8 Вт отклонения составили от 0.2% до 2.1%. Отличный результат!
Несмотря на широкий диапазон измерений, Robiton PM-2 даёт весьма точные результаты даже на малой мощности.
А что внутри?
Для того, чтобы вскрыть измерители мощности, понадобится хитрая трёхгранная отвёртка. Конструкция PM-1 состоит из двух плат.
На плате индикатора есть кнопка калибровки. Я решил не рисковать и не нажимать её.
Обратная сторона основной платы.
Конструкция Robiton PM-2.
Измеритель мощности - недорогой и полезный прибор, позволяющий узнать, сколько потребляют различные электроприборы. С помощью него можно узнать, сколько потребляет холодильник за сутки, сколько потребляет стиральная машина за одну стирку или узнать, во сколько обходится одно кипячение чайника. С помощью этого прибора можно определить, какие электроприборы в доме потребляют больше всего энергии (поверьте, это далеко не самые мощные приборы) и узнать, как экономить электроэнергию.
Из двух ваттметров Robiton я, конечно же, рекомендую Robiton PM-2 - он точнее и имеет гораздо большие возможности. опубликовано
Так как в каждом доме имеется множество электроприборов, нужно знать их потребляемую мощность. Это полезно для регулировки счетов за электроэнергию и чтобы не перегружать свою линию электропитания. Встает вопрос как рассчитать потребляемую мощность электроприбора? Максимум, который может потреблять прибор, называют номинальной мощностью. Данный показатель указан на самом приборе или в его технических документах.
Первый способ
В случаях, когда прибор не использует свою максимальную силу, его нагрузку можно рассчитывать самостоятельно. Для этого потребуется:
- Метр;
- Штангенциркуль;
- Тестер.
Проведение измерений
Перед этим нужно изучить устройство или его документы, так как там могут быть указаны номинальное напряжение и мощность. Когда на приборе указано, что его потребляемая мощность равна 200 Вт, а напряжение 220 В, то при подключении в обычную сеть 220 В, потребление прибора будет 200 Вт. Если какой-то параметр не обозначен, нужно подключить прибор к сети и используя тестер можно найти силу тока, которая протекает по нему и его рабочее напряжение.
Чтобы понять, как рассчитать потребляемую нагрузку электроприбора, нужно провести настройку тестера в режим работы амперметром. Его нужно подсоединить последовательно к потребителю. Когда используемый прибор функционирует на постоянном токе, требуется учесть его полярность при подсоединении. Показания снимаются в амперах (ток). Потом тестер переключается в режим вольтметра и подсоединяется с соблюдением полярности, параллельно прибору. Данные показания будут выдавать вольты (напряжения).
Чтобы понять сколько ватт требует потребитель, нужно умножить получившееся напряжение на силу тока.
Когда имеется значение сопротивления пробора, что указано в документах или замерено омметром, функцию последнего может выполнять тестер. Тогда нужно измерить силу тока и напряжения. Показатель потребляемой мощности будет равен произведению квадрата силы тока на сопротивление. Когда измеряется напряжение, то потребительная нагрузка определяется как отношение квадрата напряжения к сопротивлению прибора.
Потребление электродвигателей определяется по размеру сердечника. Нужно померить его диаметр, длину и частоту вращений, а также узнать полюсное деление двигателя. Используя специальную таблицу можно понять постоянную нагрузку двигателя. Расчёт потребляемой нагрузки происходит путём умножения постоянной мощности двигателя на диаметр сердечника в квадрате, длину и синхронную частоту вращения. Полученные данные нужно умножить на .
Второй способ
Так как каждый дом имеет множество различных приборов, что питаются от розеток. Часто, в зимнее время года появляется перегрузка электросети. Последствие этого в том, что автоматические выключатели постоянно выбивает. Дабы избежать подобных ситуаций, требуется проводить подключение через стабилизатор, для этого требуется рассчитать потребляемую мощность всех подключённых приборов.
Для этого потребуется:
- Калькулятор;
- Фазометр;
- Инструкция от электроприбора.
Проведение измерений
Следует знать, что электроприборы обладают двумя видами мощности, такими как активная и реактивная. Отличаются они тем, что активная совершает полезную работу, а реактивная нужна лишь в некоторых приборах для осуществления работы.
Полная и активная мощность имеют взаимную связь между собой. Это выражается в формуле Ра = cosφ*P, где Р показывает полную мощность, а РА – активную мощность. Cosφ – это коэффициент мощности. Определяется он фазометром, но иногда данная величина уже указана сзади корпуса или в паспортной книге прибора. Зная коэффициент мощности и величину активной мощности можно рассчитать полную мощность бытовых электроприборов.
Знать мощность требуется во многих случаях. Например: Для расчёта требуемых сечений кабеля электропроводки.
Для определения расхода электроэнергии (потребляемая мощность). Остановимся на потребляемой мощности подробней.
Обозначение мощности - английская буква P. Единица измерения - Ватт (W, Вт). 1000 Вт = Киловатт
Единица измерения использованной электроэнергии Киловатт-час. Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа (мощность, умноженная на время).
Сейчас много бытовой техники. В таблице (опубликована в интернете, со многими данными можно поспорить) приведены ориентировочные данные мощности, количества бытовой техники среднестатистической семьи. Указаны примерное время работы в часах и месячный расход электроэнергии.
Конечно данные усреднённые, можно составить подобную таблицу для своей техники. Посчитать по новым данным. Если реальный расход и примерный расчёт на много отличаются, есть повод проверить счётчик.
Как можно измерить мощность в быту? Самый распространённый способ при помощи счётчика электроэнергии.
По современному счётчику электроэнергии можно узнать не только расход электроэнергии. Можно определить ещё несколько видов нужной информации.
Для примера фото шкалы одного современного счётчика:
Данный счётчик показывает показания в киловатт*часах по тарифам: 1 - дневной, 2 - ночной, 3 (4) тарифы. В Перми 3 тарифа. В других городах другое количество тарифов (выходные, праздничные дни и тд.) Существуют счётчики учитывающие большее количество тарифов.
Показывает мощность (Р) в Ваттах.
Е - kW*h показания, в случае, если счётчик используется в местности где однотарифный учёт. При многотарифном учёте это является суммой показаний тарифов. Этот показатель мы видим в данный момент на дисплее прибора.
6400 imp/(kW*h) Это передаточный коэффициент - количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*часе. Или число оборотов диска (импульсов индикатора) за которое счётчик насчитает один киловатт*час. Для данного счётчика - 6400 импульсов / КВт *час
Не все счётчики измеряют мощность. На всех обязательно указывается:
сколько оборотов сделает диск в одном КВт *час (для электромеханических счётчиков).
Количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*час (для электронных счётчиков).
При наличии этих данных и секундомера можно определить мощность.
Есть токоизмерительные клещи? Тогда можно сравнить фактическую мощность и мощность, учитываемую счётчиком. Значит, с точностью достаточной для домашних условий, проверить счётчик.
Возникли сомнения в точности счётчика электрической энергии? Уверены в своих силах и имеете навыки работы с приборами? Тогда приступаем к замерам, расчётам и проверке счётчика.
Замеры нужно проводить при включенной активной нагрузке. Например, лампы накаливания (только не энергосберегающие и светодиодные). Можно также включить утюг, бытовой нагреватель или чайник, но они могут нагреться и выключиться в самый не подходящий для нас момент. Реактивная нагрузка (техника с электродвигателями и трансформаторами - холодильник, пылесос, стабилизатор …) внесёт дополнительные погрешности.
Данные измерений 1,3 А (I = 1.3 Ампера)
Измеряем напряжение:
Данные измерений 220 В (U = 220 Вольт)
Считаем мощность фактическую: Pф = U*I / 1000 220*1.3 / 1000 = 0.286 КВт (286Вт)
Считаем мощность, учитываемую счётчиком. Воспользуемся следующей формулой:
Pу = (3600*N)/(A*T), = (3600*16) / (6400*30) = 0,3КВт (300 Вт)
где: T - время, за которое произойдёт N импульсов (оборотов), измеряется в секундах;
A - передаточное число счётчика, в нашем случае 6400; N - в нашем случае 16 импульсов за 30 секунд.
Проверим отклонения P = (Pу - Pф) / Pф = (0,3 - 0,286 / 0,286) * 100 = 1.4 %
Результат не должен превышать 10%. Нормальный результат.
Мы конечно не лаборатория. В лаборатории приборы точнее и вовремя поверяются. Наши приборы имеют погрешность, может даже недопустимую. Для «домашнего использования» можно сделать вывод - счётчик нормальный, надо проверять проводку, электроприборы.
Для проверки электроприборов и проводки лучше вызвать специалиста. Причин может быть много. Для определения и устранения основной причины требуется опыт, приборы, знания и умения.
Осипенко Сергей Яковлевич
Как измерить мощность электроприбора?
Мощность электроприбора можно измерить следующими способами:
1.При помощи токоизмерительных клещей. Для проведения измерения необходимо прибор подключить к электросети двумя раздельными проводниками. Получив данные измерений (ток потребления) рассчитываем мощность P=U*I, где P - мощность электроприбора,U - напряжение сети (в среднем 220В),I- ток нагрузки.
2.При помощи амперметра (мультиметра). Для проведения измерений в одно плече питающего кабеля электроприбора необходимо последовательно включить амперметр (мультиметр) и измерить ток потребления. Расчеты аналогично п.1.
Есть классическая формула из физики P=U*I, где P- потребляемая прибором мощность в Ваттах (Вт), U- напряжение питания прибора в Вольтах (В), I- ток потребляемый прибором в Амперах (А).
Нам будет достаточно одного универсального прибора, мультиметра (иначе тестера, авометра). Конечно если Вы будете мерить не запредельные электрические величины. Возьмемся измерить мощность потребляемую бытовой электрической лампочкой накаливания. Берем измерительный прибор, выбираем режим измерения переменного напряжения (ведь в бытовой электрической сети напряжение переменное). На измерительном приборе выбранный предел измерения напряжения выглядит примерно так V 750. Производим замер напряжения на лампочке (на двух проводах идущих к лампочке). Получили что около 218 Вольт. Теперь измерим ток, потребляемый лампочкой. На измерительном приборе выбираем режим измерения переменного тока (ведь в бытовой электрической сети ток тоже переменный). На измерительном приборе выбранный предел измерения тока выглядит примерно так A 20. Щупы прибора подключаем в уже в!!!разрыв!!! одного из проводов, идущих к лампочке. Производим замер тока через лампочку. У нас получилось 0,45 Ампер. Все, исходные данные есть, производим расчет: 218(В)*0,45(А)=98,1 (Вт). Все, лампочка потребляет мощность 98,1 Ватт. Да, это обычная 100 Ваттная лампочка. Примерно так можно посчитать мощность других приборов. Правда стоит обратить внимание на то, в какой сети тока работает электрический прибор, переменного или постоянного. И выбирать соответствующий предел измерения на измерительном приборе.
Мощность электроприбора вы можете измерить самостоятельно, только если у вас есть амперметр. Но измерения будут неточными, так как вам сначала нужно замерить амперметром силу тока, затем умножить ее на напряжение. В розетке ток переменный, поэтому напряжение у вас не будет постоянно 220 вольт. Конечно можно провести замеры и амперметром и вольтметром сразу. Но оно вам надо? У всех приборов есть данные о потребляемой мощности, поэтому вам просто проще посмотреть.
а зачем вам ее измерять? как правило мощность прибора должна указываться в паспорте на прибор... в противном случае прибор является как минимум не сертифицированным...
На этикетках и в паспорте на прибор обычно пишут максимальную или номинальную потребляемую мощность. Потребляемая мощность пиборов зависит от нагрузки. Это легко увидеть на примере радиоприемника - если сигнал отсутствует (пауза в передаче), то потребляемая мощность практически равна нулю. Когда сигнал есть, то потребляемая мощность зависит от этого сигнала и меняется в такт с сигналом. Кроме того, потребляемая мощность зависит также и от громкости, которую выставил потребитель - чем громче играет радио, тем больше потребляемая мощность.
Потребляемую мощность пибора достаточно легко измерить. Для этого в разрыв одного из проводов, через который питается прибор, надо включить амперметр и измерить потребляемый ток. Также надо измерить напряжение питания. Потом, пользуясь известной формулой из курса физики посчитать потребляемую мощность - напряжение умножить на потребляемый ток. Если подставлять значения тока в амперах и напряжение в вольтах, то получим потребляемую мощность в ваттах.
Есть еще один достаточно простой способ измерить потребляемую мощность, если прибор питается от сети 220 В. Надо выключить абсолютно все приборы из сети и включить только тот, потребляемую мощность нам хочется измерть. Становимся возле электрического счетчика с секундомером и считаем количество оборотов диска (мигания индикатора), при этом измеряем время. Дальше считаем. Например, если на счетчике наприсано, что 1 квт-час соответствует 1200 оборотам диска, а диск сделал 12 оборотов за 50 секунд. 1 час имеет 60*60=3600 секунд. Составляем пропорцию как в школе
12 об - 50 сек
Х об - 3600 сек
Х=12*3600/50=864 оборота сделает диск счетчика при включенном приборе за один час. Это будет соответствовать
1200 об - 1 квт-час
864 - Х квт-час
Х=864/1200=0,72 квт-час
Получается, что прибор, мощность которого измеряли, имеет мощность 0,72 квт или 720 вт.
Запомните одно правило при измерениях: при измерении силы тока, соединяются последовательно с нагрузкой, а при измерении других величин — параллельно.
На рисунке ниже показано, как надо правильно соединять щупы и нагрузку для того, чтобы замерить силу тока:
Черный щуп, который воткнут в гнездо СОМ — его не трогаем, а красный переносим в гнездо, где написано mA или хA, где вместо х — максимальное значение силы тока, которую может замерить прибор. В моем случае это 20 Ампер, так как рядом с гнездом написано 20 А. В зависимости от того, какое значение силы тока вы собираетесь замерять, туда и втыкаем красный щуп. Если вы не знаете, какая примерно сила тока будет протекать в цепи, то ставим в гнездо хА:
Давайте проверим, как все это работает в деле. В нашем случае нагрузкой является вентилятор от компьютера. Наш блок питания имеет встроенную индикацию для показа силы тока, а как вы знаете с курса физики, сила тока измеряется в Амперах. Выставляем 12 Вольт, на мультиметре ручку крутим на измерение постоянного тока. Мы выставили предел измерения на мультике до 20 Ампер. Собираем как по схеме выше и смотрим показания на мультике. Оно в точности совпало со встроенным амперметром на .
.JPG)
Для того, чтобы измерить силу тока переменного напряжения мы ставим крутилку мультиметра на значок измерения силы тока переменного напряжения — «А~» и точно также по такой же схеме делаем замеры.
Как измерить постоянное напряжение мультиметром
Возьмем вот такую вот батарейку
Как мы видим, на ней написан ток 550 мАh , который она может выдавать в нагрузку в течение часа, то есть миллиампер в час, а также напряжение, которым обладает наша батарейка — 1,2 Вольта. Напряжение — это понятно, а вот что такое «ток в течение часа»? Допустим, наша нагрузка -лампочка кушает ток 550 мА. Значит лампочка будет светить один час. Или возьмем лампочку, которая светит послабее, и пусть она у нас кушает 55 мА, значит она сможет проработать 10 часов.
Значение 550 мА, которое у нас написано на батарейке, делим на значение, которое написано на нагрузке и получаем время, в течение которого все это будет работать, пока не сядет батарейка. Короче говоря, кто дружен с математикой, тому не составит труда понять сие чудо:-)
Давайте замеряем напряжение на батарейке, один щуп мультиметра ставим на плюс, а другой на минус, то есть подсоединяем параллельно , и вуаля!
В данном случае напряжение на батарейке 1,28 Вольт. Значение на новой батарейке всегда должно превышать то, которое написано на этикетке.
Давайте замеряем напряжение на блоке питания. Выставляем 10 Вольт и замеряем.
Красный — это плюс, черный — минус. Все сходится, напряжение 10,09 Вольт. 0,09 Вольт спишем на погрешность.
Если же мы спутаем щупы мультиметра или щупы блока, то ничего страшного не произойдет. Мультиметр покажет нам такое же значение, но со знаком «минус».
Имейте ввиду, на таких мультиметрах это не прокатывает
.jpg)
Для того, чтобы точно определить полярность не имея мультиметра, можно прибегнуть к нескольким советам, которые описаны в статье.
Как измерить переменное напряжение мультиметром
Ставим на мультике предел измерения переменного напряжения и замеряем напряжение в розетке. Без разницы, как совать щупы. У нет плюса и минуса. Там есть фаза и ноль. Грубо говоря, один провод в розетке не представляет опасности — это ноль, а другой может здорово попортить ваше самочувствие или даже здоровье — это фаза.
.JPG)
По идее в розетке должно быть 220 Вольт. Но у меня показывает 215. Ничего страшного в этом нет. Напряжение в розетке «играет». Ровно 220 Вольт вам вряд ли придется увидеть при измерениях напряжения в розетках вашего дома:-)
