Wattmetr – aneb "kolik to žere?"

Vzhledem k neustále rostoucí ceně elektřiny může také být zajímavé si ověřit, jakou spotřebu má například televizor, přijímač, zesilovač, a podobně. K tomu účelu se používá přístroj zvaný wattmetr – měří kolik wattů si ten který přístroj vezme. Pokud jej nemáte po ruce, nic se neděje – je velmi jednoduché si jej postavit vlastníma rukama z několika málo součástek.

Základem přístroje je voltmetr pro střídavý proud, který se skládá z ručkového měřicího přístroje, diod D1, D2 a odporů R1, R3. Odpor R3 slouží jako bočník měřicího přístroje který snižuje jeho citlivost na 1 mA pro plnou výchylku. V případě použití méně citlivého přístroje jeho hodnotu příslušně zvětšíme, případně při použití měřidla s citlivostí 1 mA jej vynecháme úplně. Odporovým trimrem R1 nastavíme rozsah měření celého přístroje, v tomto případě na 100 W.

Střídavý voltmetr v podstatě měří úbytek napětí na odporu R2 zapojeném do série se spotřebičem (zátěží). Toto napětí je přímo úměrné protékajícímu proudu, tedy (pokud se nemění provozní napětí) příkonu zátěže (jistě si vzpomenete na vzorec, podle kterého příkon se rovná napětí krát proud, případně ještě krát cosinus fí, ale vliv účiníku můžeme zanedbat). Tedy můžeme si stručně odvodit, že napětí na odporu R2 je přímo závislé na proudu, který jim protéká.

Nyní jaké součástky budeme pro stavbu potřebovat? Především tedy uvedené měřidlo (měřicí přístroj) s citlivostí pro plnou výchylku 1 mA nebo větší a s libovolným vnitřním odporem. Diody použijeme prakticky libovolné i vysokofrekvenční, ve vzorku jsem použil germaniové. Odporový trimr s hodnotou kolem 470 ohmů může být opět libovolného typu. Ale největší problémy vám asi bude činit odpor R2, s hodnotou 2 ohmy – já jsem použil kousek odporového drátu z vraku starého vařiče (spirálka), na smetištích se dají nalézt třeba i vyřazené žehličky nebo ploténky ze sporáku a podobné. Pokud by jste i takto měli problémy, mohu vám prozradit, že tento odpor se dá vyrobit i z měděného smaltovaného drátu o průměru 0,2 mm o délce 3,6 m – jednoduše jej navineme na odpor 0,5 až 1 W ze starého televizoru nebo rádia, o hodnotě nejméně 100 ohmů a konce vinutí připájíme k vývodům odporu.

Těch pár součástek, které tento přístroj obsahuje, můžeme umístit na kousek plošného spoje, nebo dokonce (jako ve vzorku) jen tak "ve vzduchu", připájené za vývody. Měřidlo umístíme na jednu stranu krabičky, na druhou síťovou zásuvku. Ochranný kolík samozřejmě propojíme vodivě s krabičkou, pokud je kovová, rovněž tak žlutozelený (zemnicí) vodič od šnůry se zástrčkou.

Při uvádění do chodu můžeme postupovat například tak, že do zásuvky připojíme stolní lampu se žárovkou 100 W a pomocí izolovaného šroubováku (POZOR NA SÍŤOVÉ NAPĚTÍ !!!) nastavíme odporový trimr R1 tak, aby měřidlo ukazovalo plnou výchylku. Stupnice watmetru bude nerovnoměrná, díky nelinearitě diod. Pro další cejchování budeme potřebovat buď spotřebiče (třeba žárovky) o známém příkonu, třeba 75W, 60W, 40W, atd.

Ještě jeden trik, jak měřit malou spotřebu, například 5 až 10W. Do zásuvky na výstupu připojte pomocí rozdvojky spotřebič, třeba 60W, a k němu i měřený spotřebič – jeho spotřeba je pak celková výchylka, mínus oněch 60W.

Jak měřit větší příkony než 100W? Také toto je jednoduché. Prostě použijeme odpor R2 o menší hodnotě, třeba 1 až 0,5 ohmů, a tím pádem je na něm úbytek napětí poloviční, nebo čtvrtinový, a maximální výchylka při dvojnásobné nebo čtyřnásobné spotřebě zátěže.