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Descrizione Il Wattmetro è uno strumento elettrico per la misura della potenza assorbita da un “carico” in corrente continua o alternata; si tratta nel nostro caso di un wattmetro elettrodinamico derivato dall’elettrodinamometro, uno strumento progettato per misurare le forze tra circuiti elettrici percorsi da corrente. Su di un supporto di legno disposto verticalmente e dotato di un’ampia base è fissata una bobina (detta amperometrica) costituita da quattro spire ottenute con un filo di grande diametro e quindi bassa resistenza; allo stesso supporto è appesa, tramite una molla, a sua volta collegata ad una manopola disposta sulla parte superiore, una seconda bobina, mobile, (detta voltmetrica) costituita da cinque spire distanziate tra loro in modo che la sua induttanza sia trascurabile; la bobina è connessa ad un capo all’asse di rotazione, mentre l’altro capo pesca in una vaschetta che veniva riempita di mercurio per ottenere un contatto mobile. Le due bobine a riposo sono disposte con assi ortogonali e un indice fissato alla bobina mobile punta sullo zero di un goniometro posto sotto la manopola. Sulla base di legno si trovano i morsetti che consentono di collegare i terminali delle spire al circuito sotto misura; sulla parete del supporto verticale una specie di pendolino consente il livellamento orizzontale della base. |
Funzionamento Per misurare la potenza elettrica assorbita da un carico (un apparecchio o un elemento di un circuito) si collega in serie a questo la bobina amperometrica, che dunque viene attraversata dalla stessa corrente, mentre la bobina voltmetrica con l’aggiunta di una grossa resistenza in serie viene collegata in parallelo al carico, cosicché la debole corrente sia proporzionale alla d.d.p. ai suoi capi. La bobina mobile tende a ruotare finché il momento antagonista della molla di sospensione determina la condizione di equilibrio. Operando sulla manopola cui è appesa la molla che sostiene la bobina mobile si può misurare l’angolo della rotazione necessaria a riportare l’indice sullo zero. In questo modo, il momento meccanico applicato alla bobina mobile risulta proporzionale al prodotto della corrente I(t), che scorre nel carico, per la d.d.p. V(t) ai suoi capi: tale prodotto è appunto la potenza istantanea W(t) assorbita dal carico. Nel caso di corrente alternata, a causa dell’inerzia dell’equipaggio mobile lo strumento misurerà il valore medio nel tempo della potenza istantanea e poiché in generale corrente e d.d.p sono sfasate di un angolo φ, la misura dà in ogni caso il valore corretto della potenza media: W = Veff Ieff cosφ . |