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初級講習用指導書(電気機器編)

 事業名 船舶の電気装備に関する技術指導
 団体名 日本船舶電装協会 注目度注目度5


3・13・6 直流電力の測定
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図3・31
 
 直流電圧計と直流電流計を図3・31(a)(b)のように接続して電力P〔W〕測定する。
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 (3・18)式及び(3・19)式からわかるように計器の損失が多少負荷電力に影響する。したがって、計器の損失電力が負荷電力に比べて非常に小さいときには、実用上は電圧計の読みVと電流計の読みIの相乗積P=VI〔W〕でさしつかえないが、そうでなければV2/γυとI2γaと比べて損失の少ない計器を負荷側に接続した方がよい。
〔例題〕
 電圧計及び電流計を用いて直流電力を測定する場合に、回路の電圧約100〔V〕、電流約1〔A〕であるとき、計器の損失に対する補正を行わないで測定の誤差を小にするには、図3・31(a)(b)のいずれの接続法を選べばよいか。ただし、電流計の抵抗は10,000〔Ω〕、電流計の抵抗は2〔Ω〕とする。
〔解〕
(a)の接続では 電圧計の損失電力=1002/10,000=1〔W〕(3・18)式より
(b)の接続では 電流計の損失電力=12×2=2〔W〕(3・19)式より
 計器の損失は(a)の場合が(b)の場合より小であるから(a)の図を選べばよい。
 
 単相の指示電力計を用いて、交流電圧を測定することが最も簡単な方法であるが、この計器の持ち合わせがないときには次の方法による。
(1)3電圧計法による電力と力率の測定
 交流電圧計3個を用意し、かつ、抵抗R〔Ω〕を負荷に直列に接続し、図3・32のように電圧計V1、V2、V3を接続する。
 AB、BC、CA間の電圧の実効値をそれぞれV1、V2、V3として負荷電流の実効値をIとすれば、図3・33のベクトル図によって、
(拡大画面:8KB)
(3・21)式でV1、V2、V3は電圧計の読みで測定できるから、力率cosθが算出できる。
図3・32
 
図3・33
 
 また、電力P〔W〕を計算するには、V2=IR、P=V1Icosθ
 この2式を(3・20)式の第3項目に代入すれば、
V32=V12十V22+2PR
 故に、
電力P=1/2R(V32−V12−V22)〔W〕・・・(3・22)となる。
 これから、電力P〔W〕が算出される。
 この方法は、Rに電力損を生ずる欠点はあるが、小電力や高周波電力の測定に用いられる。
(2)3電流計法による電力と力率の測定
(拡大画面:8KB)
図3・34
 
 交流電流計3個を用意し、かつ、抵抗R〔Ω〕を負荷と並列に接続し図3・34(a)のように電流計A1、A2、A3を接続する。
 A1、A2、A3の電流計の読みを、それぞれI1、I2、I3(いづれも実効値)とすれば、図3・34(b)のベクトル図によって
(拡大画面:7KB)
また、電力P〔W〕を計算するには、V=I2R、P=VI1cosθから、この2式を(3・23)の第3項目に代入すれば
(拡大画面:9KB)
 力率cosθ及び電力P〔W〕は、それぞれ(3・24)式及び(3・25)式によって算出できる。
 この方法は、Rの電力損を生ずる欠点はあるが、小電力や高周波電力の測定に用いられる。







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