Elektrik

Wattmetre Nedir? Nasıl Çalışır? Yapısı ve Kullanım Alanları

Bu yazımızda elektrik ölçüm cihazlarından wattmetrenin tam olarak ne olduğuna, yapısına ve kullanım alanlarına göz atacağız.

Wattmetre Nedir?

Wattmetre, bir devredeki elektriksel gücü watt cinsinden ölçen ve ölçülen değeri görsel olarak gösteren bir ölçü aletidir.

Piyasada yaygın olarak kullanılan iki tip wattmetre vardır: Analog ve dijital.

Dijital wattmetreler güç kullanım değerini likit kristal ekranda (LCD) gösterirken, analog wattmetreler ise güç kullanım değerini bir ibre ve kadran vasıtasıyla gösterir.

Günümüzde analog modeller hassas ölçüm yapamadıklarından dolayı dijital modellere göre daha az kullanılmaktadır. Hatta dijital modeller de salt wattmetre olarak satılmamakta, farklı ölçümleri de yapabilen multimetre olarak satılmaktadır.

Bir wattmetre, devrelerin doğru çalışıp çalışmadığını belirlemek için güç kullanımının izlenmesini sağlar. Bu güç bilgisi, büyük dirençli yüklerin kullanıldığı daha büyük tesisatlarda ve sistemlerde çok önemlidir. Bu tür tesisatlarda kullanılan bir wattmetre, operatörlerin ve teknisyenlerin devre sürekliliğini, güç kaynağı dengelemesini ve güç tüketimini takip etmelerini sağlar.

Elektromekanik bir cihaz olan wattmetre oldukça hassas bir ölçü aletidir ve aşırı akımlar nedeniyle kolayca hasar görebilir. Çoğu elektriksel ölçüm cihazında olduğu gibi, wattmetreler de genellikle belirli bir gerilim aralığı için derecelendirilir. Tüm wattmetreler ayrıca güvenli olabilecekleri maksimum akım değerleri için derecelendirilmiştir. Cihazların zarar görmesini önlemek için bu değerlere mutlaka riayet edilmelidir.

Wattmetrenin Yapısı

Wattmetrenin iç yapısı iki adet bobinden oluşur. Bobinlerden biri seri, diğeri ise paralel olarak bağlanmıştır. Devre ile seri bağlanmış bobine “akım bobini”, devre ile paralel bağlanmış olan bobine ise “gerilim bobini” adı verilir. Devrenin akımı, akım bobini içerisinden akar, gerilim ise gerilim bobini üzerinde düşürülür.

Ölçülen güç miktarını belirtmek için wattmetre üzerindeki işaretli ölçekte hareket eden ibre, gerilim bobinine de tutturulmuştur. Gerilim bobinin hareket etmesine izin verilirken akım bobini sabit tutulur.

Bir wattmetrenin mekanik yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:

Analog_wattmetre_yapisi — *Wattmetrenin Yapısı*

Wattmetrenin Çalışma Prensibi

Akım, akım bobininden geçtiğinde, bobinin çevresinde elektromanyetik bir alan oluşturur. Bu elektromanyetik alanın gücü, içinden geçen akımın miktarı ile doğru orantılıdır.

DC akım durumundaki akım, üretilen elektromanyetik alanla aynı fazdadır. Gerilim bobini, genel bir kural olarak, içinden geçen akımı azaltmak için seri bağlanmış yüksek değerli bir direnç içerir. Gerilim, gerilim bobini boyunca düşürülür ve bu işlemin bir sonucu olarak, ibre skala boyunca hareket eder. İbrenin sapması, geçen akımın miktarına göre olacaktır. Yani P = VI.

AC gücün formülünün P = VxIxcosθ olduğunu biliyoruz ve cosθ güç faktörünün akım ve gerilimin aynı fazda olmaması nedeniyle olduğunu da biliyoruz.

Burada sorulması gereken soru, bir wattmetrenin AC gücünü ve bu güç faktörünü nasıl ölçeceğidir? Bu yüzden wattmetre, AC’de ortalama gücü ölçer.

Şimdi de wattmetre devreye nasıl bağlanır sorusunun cevabını verelim..

Wattmetre Bağlantı Şeması

Wattmetre_baglantisi — *Wattmetre Bağlantı Şeması*

Bobinler aşırı ısınabilse de analog wattmetrenin tasarımı basit, güvenilir ve sağlamdır.

Dijital Wattmetrenin Yapısı

Dijital wattmetreler elektrodinamik sayaçlardan güç kullanımını hesaplamaları bakımından farklılık gösterir. Dijital wattmetrelerde, devreden geçen gerilim ve akım değerlerinin belirlenmesinde bir mikroişlemci kullanılır. Mikroişlemci devreden akan akımı saniyede yaklaşık 1000 defa ölçer ve bu nedenle analog wattmetreye göre çok daha hassas bir ölçüm yapabilir. Bu değerler ortalama bir güç faktörü veya güç kullanımı hesaplamak için kullanılır. Güç faktörü dijital olarak bir LCD ekranda gösterilir.