Danas je nabavljen stari elektrodinamički vatmetar nepoznatog proizvođača i godine proizvodnje.
Vatmetri su instrumenti za izravno mjerenje električne snage. Za mjerenje električne snage koriste se razni instrumenti i metode. Kod svih se na neki način mjeri posebno struja i napon, a zatim se te veličine na neki način množe (P = U x I). Stoga je osnovna metoda mjerenja snage pomoću ampermetra i voltmetra gdje se izmjerene vrijednosti struje i napona zatim pomnože. Ovo može biti nepraktično ako se električne veličine u strujnom krugu stalno mijenjaju jer bi morali vršiti stana očitanja i raditi nove izračune. Tu je onda pogodnija upotreba elektrodinamičkog vatmetra koji možemo promatrati kao spoj ampermetra i voltmetra u jedan zajednički otklonski sustav pa je očitanje u svakom trenutku izravno.
Dok su kod istosmjerne struje stvari relativno jednostavne (P = U x I), kod izmjenične struje razlikujemo prividnu (ukupnu) snagu koja se sastoji od dvije komponente: djelatne (radne) i jalove komponente snage. Prividnu ili ukupnu snagu možemo definirati kao umnožak apsolutnih (vršnih) vrijednosti izmjeničnih napona i struje. Veličina djelatne i jalove komponente pak ovisi o faznom pomaku između napona i struje (φ). U praksi se teži tome da u ukupnoj utrošenoj snazi djelatna komponenta bude što veća u odnosu na jalovu komponentu. Kod φ=1, dakle kad su struja i napon u fazi, sva snaga je djelatna, pa je mjerenje isto kao i kod istosmjerne struje i napona.
Odnose navedenih snaga najbolje predočava poznati trokut snage.
Ovih osnova važno se prisjetiti kako bi nam bilo jasno koju snagu instrument mjeri u nekom strujnom krugu. Elektrodinamički vatmetar, poput ovog našeg primjerka, može se koristiti za mjerenja u istosmjernim i izmjeničnim strujnim krugovima, s time da u izmjeničnom krugu mjeri samo djelatnu (radnu, aktivnu) komponentu snage.
Kao što smo već rekli elektrodinamički vatmetar sastoji se od strujne i naponske zavojnice montirane u zajednički otklonski sustav:
- Strujna zavojnica – izvedena je kao nepokretna zavojnica koja se veže serijski u strujni krug sa potrošačem. Da bi imala što manji utjecaj na mjereni strujni krug teži se da ima što manji unutarnji otpor u strujnom krugu. Za proširenje mjernog opsega može joj se dodati paralelni otpornik – shunt.
- Naponska zavojnica – izvedena je kao pokretna zavojnica koja se veže paralelno u strujni krug sa potrošačem. Da bi imala što manji utjecaj na mjereni strujni krug teži se da ima što veći unutarnji otpor u strujnom krugu. Za proširenje mjernog opsega može joj se dodati serijski otpornik – predotpor.
Kod elektrodinamičkog vatmetra zavojnice će zbog svoje impedancije uvijek imati određeni utjecaj na strujni krug, posebice kod mjerenja manjih snaga. Stoga, nije svejedno kako ćemo vatmetar spojiti u strujni krug, odnosno hoće li naponska zavojnica vatmetra biti spojena u mjerni krug ispred strujne zavojnice ili iza nje. Osim toga, kod izmjeničnih struja zavojnice (induktiviteti) vatmetra mogu poremetiti fazni pomak struje i napona što će dodatno rezultirati pogreškom u mjerenju. Ovisno o tome u kakvom odnosu su otpori naponske i strujne zavojnice prema otporu potrošača tako ćemo izabrati i način spajanja kako bi se izbjegla potreba za dodatnim korekcijama zbog potroška struje i pada napona na zavojnicama instrumenta, međutim, u nekim slučajevima korekcija se ne može izbjeći. Moderni digitalni elektronički vatmetri imaju vrlo mali strujni otpor, vrlo veliki naponski otpor i nemaju induktivitete pa je njihov utjecaj u mjerenom strujnom krugu zanemariv.
S obzirom na gore navedeno vatmetri obično imaju dostupne sve izvode naponske i strujne zavojnice na kućištu sa pripadajućim oznakama kako bi ih korisnik mogao spojiti na mjereni strujni krug na adekvatan način. Redosljed priključivanja zavojnica može biti bitan, osim zbog spomenute kompenzacije, također i zbog otklona kazaljke na ispravnu stranu.
Kako sv više rastavljamo naš primjerak vatmetra uočavamo kako je tijekom životnog vijeka prošao puno preinaka, popravaka i prepravaka te je na kraju i ostao bez pojedinih dijelova kao što je zadnji poklopac kućišta ili zaštita skale (kazaljke) instrumenta. Bez obzira na jadno stanje ovaj vatmetar i dalje ostavlja dojam izrazite robusnosti i kvalitete uz naravno bezvremenski vintage dizajn te je zaslužio ovu objavu 🙂
Ono što se na posljednjim slikama sada već jasno uočava to je neoriginalna kazaljka vatmetra. Vidi se da je napravljena od podesno svinute lakirane bakrene žice pričvršćene na osovinu otklonskog sustava. Također se lijepo vide spiralne opruge koje stvaraju zakretni protumoment otklonskom mehanizmu.
Kazaljka od žice vodi izravno od osovine pa se postavlja pitanje povezanosti sa komorom za prigušenje. Očito je da te veze nema što je vjerojatno još jedna posljedica nestručnih preinaka.
Na komoru za prigušenje nalijepljena je skala instrumenta koja, kao što se vidi, također nije originalna.
Komora za prigušenje kazaljke s drugog kuta.
Odavde se lijepo vidi kako je improvizirana kazaljka izravno dovedena na improviziranu skalu pri čemu je zaobiđena komora za prigušenje koja je ipak originalna 🙂
Na sreću, ležajevi zakretnog mehanizma napravljeni su vrlo robusno i kvaliteno pa mogu lako držati na mjestu i zakretati relativno tešku kazaljku koja nema nikakavi protuteg (možda je u originalu imala).
Nakon što je komora za prigušenje rastavljenja ustanovljeno je da je ista prazna, odnosno nedostaje zračni leptirić. Zračna komora za prigušenje služi za kompenzaciju inercije kazaljke (titranja) i time njenu brzu i glatku stabilizaciju na određenoj vrijednosti nakon prestanka djelovanja zakretnog momenta. Kod ove vrste prigušenja koristi se tlak zraka koji se stvara kretanjem leptirića unutar cilindra koji je jedva nešto manji od unutarnjeg promjera cilindra. Postoje i druge vrste prigušenja kazaljke analognih instrumenata kao što su elektromagnetsko, tekućinsko i dr. Ispravnu zračnu komoru za prigušenje možete vidjeti u objavi VOLTMETAR FL0125 I AMPERMETAR FL0120 – ISKRA (GANZ).
Na bočnoj strani komore vidi se prorez preko kojeg je zakretni mehanizam vatmetra bio vezan na leptirić unutar zračne komore.
Kod rastavljana uočena su još dva vijka sa uništenim glavama koja su ostala u navoju. Jedan se vidi na gornjoj slici u gornjem desnom kutu zračne komore. Ovakav instrument, s obzirom na sva oštećenja i improvizacije, nema smisla spajati u strujni krug no zavojnice su omski ispravne i nema razloga da ne bi pokazao neki otklon kod određenih vrijednosti struja i napona. No, tu treba biti oprezan jer prejaki napon ili struja na zavojnicama može uzrokovati njihovo oštećenje. Za vatmetar bi trebalo znati koje su najveće dozvoljene vrijednosti napona i struja na njegovim zavojnicama te iste po potrebi kontrolirati posebno dodanim ampermetrom i voltmetrom u mjerenom strujnom krugu.
Nama je ipak najbolje odložiti ovaj vatmetar na posljednje počivalište davno umirovljenih vintage mjernih instrumenta jer bi svaka nova preinaka i popravak ovog instrumenta možda ipak bili previše čak i za jedanog ovako robusnog i čvrstog primjerka tehnologije koja je rađena da traje vječno, ali naravno, uz uvijet da se s njome ipak koliko toliko stručno rukuje 🙂