瓦特表是電流表和電壓表的組合。它測(cè)量電壓和電流并確定合成功率。

電力是使用稱為瓦特計(jì)的儀器測(cè)量的。功率計(jì)包括兩個(gè)線圈——一個(gè)用于電流，另一個(gè)用于電壓。

功耗

當(dāng)電流在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)，由于電子移動(dòng)經(jīng)過(guò)原子所做的功，熱量會(huì)消散。當(dāng)電流轉(zhuǎn)化為光時(shí)，燈絲也會(huì)做功。類似地，當(dāng)揚(yáng)聲器將電流轉(zhuǎn)換為聲音并且電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作就完成了。

做功的時(shí)間率是功率（P）。

如果在時(shí)間 （t） 內(nèi)完成一定量的工作 （W），則 P=W/t?？梢宰C明，提供給任何電氣元件的功率為：

功率=電流倍電壓功率=電流倍電壓或者

P=否P=否 （1）

瓦特 （W） 是電功率的單位。

當(dāng)施加 1 V 的電位差導(dǎo)致 1 A 的電流在電路或設(shè)備中流動(dòng)時(shí)，所提供的功率為

P=EI=1V×1A=1WP=EI=1V×1A=1W根據(jù)歐姆定律，

E=IR和R=EIE=IR和R=EI代入等式 （1） 中的 I 給出

P=ER×EP=ER×E或者

P=E2RP=E2R （2）

并代入等式（1）中的 E 給出

P=I倍IRP=I倍IR或者

P=I2RP=I2R （3）

從等式 1、2 和 3 可以看出，可以根據(jù) E、I 和 R 中的任意兩個(gè)的知識(shí)來(lái)計(jì)算功率。

電熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能，用于開水、取暖等。如圖1（a）和（b）所示，供給電燈的電力轉(zhuǎn)化為光，揚(yáng)聲器將輸入的電力轉(zhuǎn)化為聲音。用于測(cè)量功率的儀器稱為功率計(jì)。

一個(gè)。燈中消耗的功率被轉(zhuǎn)換成光。

灣。提供給揚(yáng)聲器的電力被轉(zhuǎn)換成聲音。

圖 1 a 和 b。 當(dāng)有電流流動(dòng)時(shí)，功率會(huì)被消耗掉。能量可以轉(zhuǎn)化為光、熱、聲和機(jī)械運(yùn)動(dòng)。圖片由Amna Ahmad提供

交流功率測(cè)量

測(cè)功機(jī)儀器可以用作電壓表或電流表，或者在其主要應(yīng)用中用作瓦特表。考慮圖 2 中的圖示，該圖示顯示了串聯(lián)連接的測(cè)功機(jī)儀器的勵(lì)磁線圈和動(dòng)圈。隨著電流沿圖 2（a） 所示的方向流動(dòng)，勵(lì)磁線圈在右側(cè)形成 N 極，在左側(cè)形成 S 極的磁通量。此外，動(dòng)圈磁通具有圖示的極性，底部為 S，頂部為 N。動(dòng)圈磁通的 N 極與勵(lì)磁線圈磁通的相鄰 N 極相斥，相鄰的兩個(gè) S 極也相互排斥。

動(dòng)圈順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使指針在刻度上從左向右移動(dòng)。

現(xiàn)在考慮改變通過(guò)線圈的電流方向的影響。如圖 2（b） 所示，勵(lì)磁線圈通量現(xiàn)在在右側(cè)為 S，在左側(cè)為 N。動(dòng)圈磁通也反轉(zhuǎn)，頂部為 S，底部為 N。再一次，相似的極點(diǎn)彼此相鄰，指針在刻度上從左向右移動(dòng)。

一個(gè)。從左向右流動(dòng)的電流產(chǎn)生正偏轉(zhuǎn)

灣。從右向左流動(dòng)的電流產(chǎn)生正偏轉(zhuǎn)

圖 2 a 和 b。 當(dāng)流過(guò)測(cè)功機(jī)儀器的電流反向時(shí)，磁場(chǎng)通量和動(dòng)圈通量都反向。指針偏轉(zhuǎn)不受影響。這使得該儀器既適用于交流測(cè)量，也適用于直流測(cè)量。圖片由Amna Ahmad提供

可以看出，測(cè)功機(jī)儀器具有正偏轉(zhuǎn)，與通過(guò)儀表的電流方向無(wú)關(guān)。儀表端子未標(biāo)記正極（+）或負(fù)極（-）；測(cè)功機(jī)儀器是非極化的。因此，當(dāng)直流或交流電流流過(guò)線圈時(shí)，儀器會(huì)產(chǎn)生正偏轉(zhuǎn)。作為電流表，儀器的刻度在測(cè)量直流時(shí)可以讀取為直流電，在測(cè)量交流電時(shí)可以讀取為交流電的有效值。同樣，作為電壓表，測(cè)功機(jī)儀器指示直流電壓或 rms 交流電壓。該儀器的刻度可以在直流上校準(zhǔn)，然后用于測(cè)量交流。

對(duì)于交流和直流，測(cè)功機(jī)的主要應(yīng)用是作為功率計(jì)。

如圖 3（a） 所示，測(cè)量交流功率的連接類似于測(cè)量直流電路中的功率。電壓和電流線圈的輸入端子用±、↓或*號(hào)標(biāo)識(shí)。電流線圈的標(biāo)記端應(yīng)接電源，電壓線圈的標(biāo)記端接電流線圈的負(fù)載側(cè)。在交流電應(yīng)用中，負(fù)載電流可能會(huì)超前或滯后負(fù)載電壓一個(gè)相位角 （φ）。儀器偏轉(zhuǎn)與電流和電壓的同相分量成正比。因此，如圖 3（b） 所示，儀器指示與 EI cosφ 成正比。使用交流電源的負(fù)載中消耗的真實(shí)功率為 P =EI cosφ。因此，當(dāng)用作交流功率計(jì)時(shí)，測(cè)功機(jī)測(cè)量提供給負(fù)載的真實(shí)功率。

一個(gè)。測(cè)功機(jī)儀器作為交流功率計(jì)

灣。負(fù)載電流電壓相量圖

圖 3. 測(cè)功機(jī)功率計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)與 EI cosφ 成正比，因此該儀器測(cè)量的是真正的交流功率。圖片由Amna Ahmad提供

示例 1

瓦特表測(cè)量提供給負(fù)載的交流功率為 100 W，電流表和電壓表指示負(fù)載電流和電壓分別為 1.5 A 和 100 V。計(jì)算電流和電壓之間的相位角。

解決方案

噸r在和磷○在和r=磷=和我C○s披TruePower=P=EIcosφ所以，

C○s披=磷和我=100在100在×1.5一個(gè)=0.667cosφ=PEI=100W100V×1.5A=0.667和，

披=C○s?1（0.667）=48.2°φ=cos?1（0.667）=48.2°示例 2

一個(gè) 115 V 電源為負(fù)載提供 700 mA。如果提供給負(fù)載的功率測(cè)量為 75 W，請(qǐng)確定負(fù)載電流和電源電壓之間的相位角。

解決方案

C○s披=磷和我=75在115在×100米一個(gè)=0.932cosφ=PEI=75W115V×100mA=0.932和，

披=C○s?1（0.932）=21.3°φ=cos?1（0.932）=21.3°

關(guān)鍵要點(diǎn)——交流電表

電力可以用功率計(jì)、電能質(zhì)量計(jì)和鉗形電流表等測(cè)試儀器來(lái)測(cè)量。瓦特計(jì)是一種測(cè)量電路中真實(shí)功率的測(cè)試儀器。瓦特表配有刻度，通常以瓦 （W）、千瓦 （kW） 或兆瓦 （MW） 為單位。功率計(jì)用于通過(guò)測(cè)量真實(shí)功率來(lái)分析電路。根據(jù)系統(tǒng)連接（無(wú)論是星形連接還是三角形連接），可以使用多個(gè)功率計(jì)來(lái)測(cè)量三相系統(tǒng)中的真實(shí)功率?！　?/p>