ИНДИКАТОР ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Такой индикатор полезен при контроле мощности, потребляемой бытовыми приборами от сети. Его можно разместить рядом с электросчетчиком непосредственно на силовом щитке. Тогда он позволит наглядно определять, какова мощность включенных потребителей.
По принципу действия индикатор аналогичен подобным устройствам, описанным в [1, 2], но схемное решение у него несколько иное (рис. 1). Конструкция индикатора обеспечивает гальваническую развязку от сети. Основа этого прибора - трансформатор тока Т1, включенный в один из сетевых проводов (желательно фазный). Ток, протекая по первичной обмотке трансформатора (т.е. через сетевой провод), наводит во вторичной обмотке переменное напряжение. В некотором диапазоне оно прямо пропорционально значению протекающего тока, а с учетом того, что напряжение в сети изменяется в небольших пределах, то и потребляемой мощности.
Это справедливо, в первую очередь, для большинства бытовых электро- и радиоприборов, которые не имеют значительной реактивной составляющей в потребляемой мощности. Если такая составляющая есть (например, при работе мощного электродвигателя), появится дополнительная погрешность.
Переменное напряжение вторичной обмотки выпрямляется диодами VD1.VD2 и сглаживается конденсатором С2. В связи с тем, что потребляемая мощность может изменяться в значительных пределах, сигнал на индикатор (микроамперметр РА1) подан через нелинейный преобразователь. При потребляемой мощности менее 300 Вт выпрямленное напряжение невелико и поступает на микроамперметр через малое динамическое сопротивление полевого транзистора.
Puc.1
По мере роста потребляемой мощности увеличивается и выпрямленное напряжение, полевой транзистор плавно переходит в режим стабилизации тока. Дальнейшее увеличение показаний микроамперметра происходит за счет тока, протекающего через резистор R2, а поэтому становится более плавным. Таким образом, шкала микроамперметра оказывается разделенной на две примерно равные части: в первой осуществляется индикация мощности до 300 Вт, во второй - от 300 до 2200 Вт.
На рис. 2 приведена зависимость показаний микроамперметра от потребляемой мощности. Кривая 1 - экспериментально снятая зависимость для деталей, указанных на схеме. Здесь индицируется потребляемая мощность, начиная со 125 Вт. Для повышения чувствительности прибора выпрямительные диоды заменяют на германиевые, тогда удается индицировать мощность, начиная с 50 Вт (кривая 2).
Puc.2
В устройстве можно применить, кроме указанных на схеме, транзистор КПЗОЗА; диоды - любые из серий КД102-КД105, германиевые - Д9Е, Д9Ж, Д9Л, Д18, Д20, ГД507А. Конденсаторы - серий К50, К52, К53, подстроечный резистор - СПЗ-3, СПЗ-19, постоянный - МЛТ, С2-33. Микроамперметр - М4247 с током полного отклонения стрелки 100 мкА и сопротивлением рамки 2,8 кОм; можно применить прибор, схожий по параметрам, но с большим (до 200 мкА) током полного отклонения.
Для трансформатора Т1 (рис. 3) использован магнитопровод от согласующего или выходного трансформатора малогабаритного радиоприемника (Ш5х6, Ш4х6 и аналогичные). Каркас (1) укорочен наполовину, и на нем намотана обмотка II (2) - 1000 витков провода ПЭВ-2 0,1-0,12. Ш-образные пластины (3) склеены между собой и вставлены в каркас. Прямоугольные замыкающие пластины магнитопровода собраны в пакет и также склеены. Сетевой провод (4) укладывают поверх каркаса, после чего пакет приклеивают к пластинам сверху.
Puc.3
Трансформатор помещают в распределительной коробке у ввода сети в квартиру или на распределительном щите. Остальные детали, кроме микроамперметра, размещают на печатной плате (рис. 4) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.
Puc.4
Налаживание индикатора сводится к градуировке шкалы микроамперметра. Делают это резисторами R1, R2. Резистор R2 временно удаляют, и, включив нагрузку мощностью около 300 Вт, резистором R1 устанавливают стрелку микроамперметра на среднюю отметку шкалы. Затем увеличивают мощность нагрузки до предельно допустимой.
Если стрелка не достигнет максимальной отметки шкалы, ее "доводят" до нее подбором резистора R2. Когда же стрелка зашкалит, надо установить ее на конечную отметку подбором резистора R1 и проверить полученную зависимость.
Возможно, участок шкалы для индикации небольших мощностей окажется слишком мал. Тогда придется установить транзистор с меньшим напряжением отсечки и повторить настройку.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Индикатор потребляемой мощности. - Радио, 1986, № 2, с. 49, 50.
2. Индикатор мощности (За рубежом). - Радио, 1995, № 3, с. 61.
Радио 11/2000, с.59.