一、功率表的两种连接方式

　　1.功率表电压线圈前接电路
　　图1为功率表电压线圈前接电路，即功率表电压线圈的发电机端(*U)与电流线圈的发电机端(*I)连接后接至电源端，电流线圈的非发电机端(I)接至负载端，而电压线圈的另一端则跨接至负载的另一端。此时流过功率表电流线圈的电流I₁就是流过负载的电流I，流过电压线圈的电流为I₂，功率表测得的负载功率包含了功率表电流线圈所消耗的功率(R_i为电流线圈的内阻)。由于，因此电流线圈的消耗功率可以忽略不计，功率表的读数就是负载消耗的有功功率。    

    图1  电压线圈前接电路

　　2.功率表电压线圈后接电路
　　图2为功率表电压线圈后接电路，即功率表电压线圈的发电机端(*U)与电流线圈的非发电机端(I)连接后接至负载端。此时流过电流线圈的电流I₁等于流过电压线圈的电流I₂与流过负载的电流I之和，电压线圈所加的电压为负载电压，功率表测得的负载功率包含了功率表电压线圈所消耗的功率U²/R_U(R_U为电压线圈的内阻)。电压线圈所消耗的功率究竟给测量造成多大的误差，我们可通过下述实验进行分析。    

图2  电压线圈后接电路

　　二、实验仪器

　　实验用CWY-3型单相交流稳压电源；准确度等级为0.2级的D₂型标准功率表；准确度等级为0.5级的D₂₆-W型单相功率表(电压量限选用300V，电流量限选用0.5A)；准确度等级为0.5级的T₁₀-V型电压表(量限选用300V)；负载为白炽灯。

　　分别按图3、图4电路接线，调节交流稳压电源使输出电压U为220V，负载R依次接入15W、25W、40W、60W、100W的白炽灯。先用D₂型标准功率表测出各白炽灯的实际消耗功率，再用D₂₆-W型功率表分别测量功率表电压线圈采用前接方式、后接方式时各白炽灯所消耗的功率，测量结果见表1。
    

图3  按电压线圈前接电路接线

    图4  按电压线圈后接电路接线

    表1  功率表电压线圈前接与后接的实验数据
    注:表中a_x为测量值；a_H为测量的实际值(标准表读数)

　　三、实验结果误差分析

　　由表1可以看出，当电源电压为220V时，用同一只D₂₆-W型功率表测量同一白炽灯消耗的功率时，功率表电压线圈采用前接方式和后接方式的测量结果相差较大，其差值为4.8W。功率表电压线圈采用后接方式测量15W、25W、40W白炽灯消耗的功率,相对误差分别高达36.25%、2.31%、13.66%。也就是说，负载消耗的有功功率愈小，电压线圈内阻消耗的功率所引起的误差就愈大。因为当功率表电压线圈采用后接方式测量各种瓦数的白炽灯消耗的功率时，功率表读数包含了电压线圈内阻的消耗功率U²/R_U=4.8W，使测量结果产生误差，测量的准确度降低。尤其是测量小功率负载消耗的有功功率时，电压线圈所消耗的功率引起的误差不能忽略。    

　　四、结束语

　　上述主要讨论当功率表测量小功率负载消耗的有功功率时，功率表电压线圈采用后接方式引起的测量误差。因此在测量小功率负载消耗的有功功率时，为了减小电压线圈内阻消耗功率对测量准确度的影响，功率表应采用电压线圈前接方式，以保证测量的准确度。当测量电源输出有功功率时，功率表电压线圈采用后接方式进行测量，则测量结果更准确(电源输出的有功功率应包含负载消耗的有功功率和功率表内阻消耗功率两部分)。总之，功率表电压线圈前接和电压线圈后接两种接线方式应根据不同的应用场合来选择，以提高测量的准确度。
　　作者单位【福建水利电力职业技术学院】