Сила взаимодействия

Сила взаимодействияДля измерения мощности электрического тока применяются ваттметры (или киловатт-метры, если шкала прибора градуирована в киловаттах). Чаще всего применяются электродинамические ваттметры, действие которых основано на использовании механического взаимодействия двух катушек, обтекаемых током. Одна из этих катушек неподвижная, другая — подвижная (вращающаяся) — креплена на оси и удерживается в определенном положении спиральными пружинами.

На этой же оси укреплена указательная стрелка. Сила взаимодействия двух катушек пропорциональна произведению токов, протекающих в них. Если в катушках протекают переменные токи одной и той же частоты, то сила взаимодействия пропорциональна произведению действующих значений токов в катушках, умноженному на косинус угла сдвига фаз между ними.

В ваттметрах неподвижная катушка делается токовой, то есть имеет небольшое число витков проволоки большого сечения и малое сопротивление. Эта катушка включается последовательно в цепь, так же как амперметр.

Подвижная катушка выполняется из тонкой проволоки с большим числом витков и большим сопротивлением.

Она включается на напряжение сети, то есть параллельно, аналогично вольтметру.

При таком включении катушек сила взаимодействия между ними оказывается пропорциональной произведению тока и напряжения сети, умноженному на косинус угла сдвига фаз между током и напряжением, то есть пропорциональна активной мощности электрического тока в цепи. Электродинамическая сила взаимодействия между катушками уравновешивается силой упругости пружин, и поворот оси и вместе с ней стрелки прибора будет тем больше, чем больше измеряемая мощность.