電力測定

AC回路での電力測定は、DC回路よりもかなり複雑になる可能性があります。これは、位相シフトにより、電圧にメーターで得られる電流値を掛けるだけでなく、問題が複雑になるためです。

必要なのは、瞬時の積（乗算）を決定できる機器です。 電圧と電流。幸いなことに、静止コイルと可動コイルを備えた一般的な動電計の動きは、これをうまく処理します。

三相電力測定は、2つの可動コイルをリンクする共通のシャフトを備えた2つのダイナモメーターの動きを使用して実行できるため、1つのポインターがメーターの動きの目盛りに電力を記録します。これは明らかに、かなり高価で複雑な移動メカニズムになりますが、実行可能なソリューションです。

ホール効果

電子パワーメーター（単にポインターを動かすのではなく、システム内のパワーを表す電気信号を生成するもの）を導出する独創的な方法は、ホール効果に基づいています。

ホール効果は、1879年にE. H.ホールが最初に気づいた異常な効果であり、垂直磁場にさらされた通電導体の幅に沿って電圧が生成されます。

ホール効果：電圧は電流と垂直磁場の強さに比例します。

平らな長方形の導体の幅全体に発生する電圧は、導体を流れる電流の大きさと磁場の強さの両方に正比例します。

数学的には、これら2つの変数の積（乗算）です。特定の条件セットで生成される「ホール電圧」の量は、平らな長方形の導体に使用される材料の種類によっても異なります。

特別に準備された「半導体」材料は、金属よりも大きなホール電圧を生成することがわかっているため、最新のホール効果デバイスはこれらで作られています。

導体を流れる電流が外部回路からのAC電圧によって押され、電流によってエネルギーが与えられた一対のワイヤーコイルによって磁場が設定されるホール効果センサーを使用してデバイスを構築する場合は、理にかなっています。 AC電源回路の場合、ホール電圧は回路電流と電圧の倍数に正比例します。

（電気機械式の動きとは異なり）移動する質量がないため、このデバイスは瞬時を提供できます。 電力測定：

ホール効果パワーセンサーは瞬間的なパワーを測定します。

ホール効果デバイスの出力電圧は、任意の時点での瞬時電力を表すだけでなく、DC信号にもなります。これは、ホール電圧の極性が両方に依存しているためです。 磁場の極性と導体を流れる電流の方向。

電流の方向と磁場の極性の両方が逆になると（AC電源の半サイクルのように）、出力電圧の極性は同じままになります。

電源回路の電圧と電流の位相が90°ずれている場合（力率がゼロ、つまりいいえ 負荷に供給される実際の電力）、ホールデバイスの電流と磁場の交互のピークが互いに一致することはありません。一方がピークにあるとき、もう一方はゼロになります。

これらの時点で、ホールの出力電圧も同様にゼロになり、電流と磁場の強さの積（乗算）になります。

これらの時点の間で、ホール出力電圧は正と負の間で等しく変動し、無効負荷を介した電力の瞬間的な吸収と解放に対応する信号を生成します。

正味のDC出力電圧はゼロになり、回路の真の電力がゼロであることを示します。

電源回路の電圧と電流の間の位相シフトが90°未満の場合、ホール出力電圧は正と負の間で振動しますが、負よりも正に多くの時間を費やします。その結果、正味のDC出力電圧が発生します。

ローパスフィルター回路を介して調整されたこの正味のDC電圧は、ACと混合されたACから分離でき、最終的な出力信号は高感度のDCメーターの動きに記録されます。

多くの場合、瞬時ではなく一定期間の電力使用量を合計するためのメーターがあると便利です。このようなメーターの出力は、ジュール単位、または電力以降に消費された総エネルギーで設定できます。 ごとに行われている作業の尺度です 単位時間。

または、より一般的には、メーターの出力をワット時の単位で設定できます。

関連するワークシート：

• DCトランスデューサーワークシート