DE156457C - - Google Patents
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- DE156457C DE156457C DENDAT156457D DE156457DA DE156457C DE 156457 C DE156457 C DE 156457C DE NDAT156457 D DENDAT156457 D DE NDAT156457D DE 156457D A DE156457D A DE 156457DA DE 156457 C DE156457 C DE 156457C
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- G—PHYSICS
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bestimmung des Leistungsfaktors
in Wechselstromkreisen, d. h. desjenigen Faktors, mit welchem die scheinbare
Arbeit zu multiplizieren ist, um die wirkliche Arbeit in Watt zu erhalten.
Die Vorrichtung besteht aus einem dreispuligen Transformator t (Fig. i), dessen
Spule bl vom Hauptstrom durchflossen wird,
ίο während die aus einigen Windungen dicken
Drahtes gebildete Spule b2 an einen selbstinduktionslosen
Widerstand r angeschlossen und die dritte Spule b3 einesteils mit dem
Leitungsdraht I1, anderenteils mit einer der
beiden Klemmen eines Voltmeters ν verbunden ist, dessen andere Klemme an den zweiten
Leitungsdraht I2 angeschlossen ist. Ein Stromwender
c dient zur Vertauschung der Verbindungen mit den Drähten I1 und I2; zwei
Umschalter/j undf.2 gestatten die Benutzung
des Voltmeters zum Messen der Spannung zwischen den Drähten I1 und I2 oder den
Klemmen der Spule bs.
Bei Vornahme einer Messung verfährt man folgendermaßen: Man verbindet zuerst mittels
Umschalters Z1 (wie in Fig. I punktiert dargestellt)
das Voltmeter mit den Leitungen Z1 I2 und mißt die Spannung e2 zwischen den
Drähten I1 und I2. Hierauf bringt man den
Umschalter/j wieder in die ausgezogene und
den Umschalter/2 in die punktierte Lage und
ändert den Widerstand r so lange, bis die Hilfsspannung E1 der Klemmen der Spule bB
gleich der Spannung ex ist. Der Transformator
t ist so konstruiert, daß bei obiger Bedingung die Phase der Klemmenspannung
der Spule bs merklich mit der Phase des Hauptstroms übereinstimmt und daß die
Klemmenspannung der Spule b3 in jedem
Augenblick der Stromstärke des Hauptstroms proportional ist. Man bringt hierauf den
Umschalter f2 wieder in die ausgezogene Lage
und erhält die Spannung Wi1, welche sich aus
der Verbindung von E1 und C1 ergibt, wobei E1
entgegengesetzt von C1 gerichtet ist. Hierdurch
erhält man, wie weiter unten nachzuweisen, den Leitungsfaktor
cos φ
ι —
mi
Da ex in der Praxis konstant ist, kann
man auf dem Zifferblatt des Voltmeters ν eine
besondere Skala anbringen, die entweder den Winkel φ oder den Leitungsfaktor
T
m;
2e
unmittelbar anzeigt.
Will man noch größere Genauigkeit haben, so bestimmt man die Potentialdifferenz m2,
welche sich aus der Verbindung von E1 und ex
ergibt, wobei E1 gleichgerichtet mit ex ist.
Dies geschieht durch Umschalten des Stromwenders c. Der Winkel φ bestimmt sich dann
aus der Gleichung
wie leicht aus der Fig. 2 zu ersehen ist.
Zur Entwicklung der obengenannten Gleichung für cos φ diene folgendes.
Es bezeichne: .
e die Spannung im Wechselstromkreis in einem bestimmten Augenblick, C1 die effektive
Spannung, i die Stromstärke in einem bestimmten Augenblick, Z1 die effektive Stromstärke,
T die reziproke Periodenzahl, W die Arbeit in Watt, ε die HilfsSpannung vom
Transformator in einem bestimmten Augenblick, E1 den effektiven Wert von ε, Jw1 den
effektiven Wert der Resultante aus e und ε. Man hat zu bestimmen:
t = τ
ei dt
t = 0.
t == τ
Hierbei ist
mithin
t = O.
Die Ablesung auf dem Voltmeter gibt:
ι = τ
Nun ist
t = 0.
t = τ
oder
ι / e"1
— \esdt = -J-
i
~K
~K
Reguliert man den Widerstand der Sekundärspule, so daß E1 = (3j ist, so wird
W= —eJl ι
2 e?
cos
— \ --ι
woraus sich ergibt:
cos ω = ι —
Das Voltmeter ν muß einen genügend großen Widerstand haben, damit sein Stromverbrauch
die Messungen nicht stört. Zu diesem Zweck kann man vorteilhaft ein Gleichstromvoltmeter
anwenden, hinter das eine elektrolytische Zelle geschaltet ist, die nur den positiven Strom
durchläßt, beispielsweise eine Aluminiumzelle.
Man könnte die Spule b2 auch entbehren
und den Rheostaten r mit den Klemmen der Spule b3 verbinden. Aber in diesem Falle
müßte der Rheostat einen bedeutend höheren Widerstand haben und aus einem langen,
dünnen Draht anstatt aus starken Stäben oder Schienen bestehen, und dies würde die
fortwährende Änderung des Widerstandes mit Hilfe eines Schleifkontaktes erschweren.
Lediglich um dieser Schwierigkeit aus dem Wege zu gehen, ist die das resultierende
Kraftlinienfeld regelnde Hilfsspule b.2 eingeschaltet.
Will man mit demselben Transformator schwache Ströme mit der gleichen Genauigkeit
messen wie starke Ströme, so ist es vorteilhaft, die Spule b1 in mehrere hinter- oder
nebeneinander geschaltete Spulen mit annähernd gleicher Amperewindungszahl zu teilen.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Bestimmung des Leistungsfaktors in Wechselstromkreisen
unter Benutzung der bekannten Methode dreier Voltmeter, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines selbstinduktionsfreien
Widerstandes ein Transformator benutzt wird, der gestattet, eine Hilfsspannung
zu erhalten, deren Phase der der Stromstärke gegenüber gleich oder nur um einen kleinen, leicht bestimmbaren Betrag verschoben
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator
außer einer vom Hauptstrom durchfiossenen Spule (bx) und einer die
Hilfsspannung erzeugenden Spule fb3) eine aus einigen Windungen dicken Drahtes
bestehende Spule (b.2) besitzt, die mit einem veränderlichen Widerstand verbunden ist,
zwecks bequemer Regelung des im Transformator erzeugenden Kraftlinienfeldes und Konstanthaltung der Spannung der
Hilfsspule.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsphase
des Rheostaten immer gleich der Klemmenspannung der die Hilfsspannung
erzeugenden Spule (b&) ist, zum Zweck, den Leitungsfaktor unmittelbar
aus der gemessenen zusammengesetzten Spannung herzuleiten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis
des Voltmeters eine elektrolytische Zelle eingeschaltet ist, die nur positive Ströme durchläßt, zwecks Verminderung
des Stromverbrauchs im Voltmeter bezw. Verwendung eines Voltmeters von sehr geringem Stromverbrauch, um die Rückwirkung
der Amperewindungen des Stromkreises im Transformator zu vermeiden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE156457C true DE156457C (de) |
Family
ID=422824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT156457D Active DE156457C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE156457C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2813450A (en) * | 1954-05-03 | 1957-11-19 | Dzus William | Rotatable fastener having circular toothed tool receiving groove |
-
0
- DE DENDAT156457D patent/DE156457C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2813450A (en) * | 1954-05-03 | 1957-11-19 | Dzus William | Rotatable fastener having circular toothed tool receiving groove |
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