En un vatímetro, la bobina de corriente ayuda a medir la corriente y la bobina potencial se usa para medir el voltaje ... pero la potencia real que mide el vatímetro es \ $ V \ times I \ times \ cos (\ phi) \ $.
¿Cuál es el factor de potencia involucrado en la medición realizada por un vatímetro?
Este tipo de vatímetro no funciona directamente del factor de potencia. Promedia el voltaje instantáneo por la corriente. La fuerza en la aguja es proporcional al voltaje multiplicado por la corriente, que es la potencia instantánea. Un resorte hace que la aguja se desvíe linealmente con la fuerza aplicada. La inercia de la aguja promedia el producto instantáneo de la corriente y el voltaje, por lo que muestra la potencia real promediada.
Si la tensión y la corriente están desfasadas entre sí en 90 ° (factor de potencia = 0), la potencia sería positiva para la mitad del ciclo y negativa para la mitad del ciclo. Si el medidor está diseñado para frecuencias de línea de potencia normales, entonces el mecanismo mecánico no responderá a los semiciclos individuales de 50 o 60 Hz, pero le mostrará la potencia filtrada de paso bajo con una constante de tiempo significativamente mayor que los ciclos de potencia individuales. Con un factor de potencia de 0, este promedio será 0 y el medidor mostrará 0.
Si mide por separado el voltaje RMS y la corriente, luego los multiplica, obtiene el valor de VA (magnitud de la potencia que incluye tanto las partes reales como las imaginarias). Puede tomar la potencia real mostrada por el medidor y dividirla por el valor de VA para obtener el factor de potencia.
De nuevo, este medidor no trata directamente con el factor de potencia. Mide la potencia real y se remonta a los primeros principios y si las señales de voltaje y corriente son o no son una sinte.
Por cierto, el medidor eléctrico de su casa funciona según el mismo principio básico. En lugar de desviar una aguja contra un resorte, la fuerza entre el voltaje y las bobinas de corriente hace que un pequeño motor gire. El número total de rotaciones es la integral de tiempo de la potencia, o la energía total entregada. Una serie de engranajes giran varios discos etiquetados para que esta integral se pueda acumular y mostrar, de modo que el medidor pueda leer el total cada mes. Los medidores más nuevos envían la lectura acumulada a la compañía eléctrica automáticamente a través de varios medios de comunicación.
Pero el poder real que mide el vatímetro es V × I × cos (ϕ)
No es cierto.
Si estuviera midiendo la potencia de CC, podría tomar una medición instantánea de voltaje y corriente y obtener potencia. Puede hacer esto varias veces seguidas para obtener un mejor promedio (en caso de que la carga y, por lo tanto, la corriente sea cíclica).
El vatímetro mide "multiplicación" (y promediación) en los campos magnéticos y la inercia de la mecánica. No mide los valores de RMS ni el factor de potencia de cómputo, solo se multiplica y promedia (y, por supuesto, este tipo de vatímetro funciona en DC)
¿Dónde está involucrado el factor de potencia aquí? No es porque si el voltaje de CC es estable y la corriente es una forma de onda sinusoidal impresa en un nivel de CC, no hay ninguna relación de fase entre voltios y amperios.
Entonces, si el voltaje y la corriente son sinusoidales, ¿el wattímetro tiene en cuenta de manera mágica el factor de potencia? No, no es así, continúa haciendo cálculos matemáticos y multiplicando amperios por voltios.
El factor de potencia es una forma conveniente de describir el ángulo de fase entre el voltaje y la corriente en un circuito de corriente alterna. Es un método correcto cuando las cargas son simples, pero cuando las cargas son más complejas y la forma de onda actual ya no es sinusoidal, el factor de potencia es mucho más difícil de determinar.
¿Y cómo el antiguo vatímetro analógico hace frente a las distorsiones armónicas en la forma de onda actual? Lo hace bien porque la potencia es voltios x amperios promediados: los armónicos en la forma de onda actual (que hacen que una ausencia de \ $ VI cos (\ phi) \ $) simplemente se ignoren porque cuando Sin (A) es mulitplied por Sin (B ) el nivel medio es cero.
Esta es la razón por la que a las empresas de suministro de electricidad no les gustan las distorsiones armónicas: es un suministro actual que no contribuye a la energía utilizada, como cuando las cargas estándar tienen un factor de potencia pequeño, los armónicos tienen un "factor de potencia cero". "en efecto ..
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