Test - Ćwiczenie nr 4.

Pomiary mocy czynnej i biernej w obwodach jednofazowych.

1. Moc czynna dla przebiegów okresowych jest opisana wzorem:

a)
c)

b)
d)

p(t) - funkcja mocy,

U - wartość skuteczna napięcia,

I - wartość skuteczna prądu.

2. Jeżeli po podłączeniu watomierza do układu pomiarowego wskazówka watomierza wychyla się w lewo od zera, oznacza to:

1. konieczność uwzględnienia znaku minus w obliczeniach końcowego wyniku,

2. uszkodzenie przyrządu,

3. potrzebę dokonania zamiany początku z końcem cewki napięciowej lub prądowej,

4. potrzebę dokonania zamiany początku z końcem cewki napięciowej i prądowej.

3. Stałą C_p watomierza wyznacza się ze wzoru:

a)
c)

b)
d)

U_N - znamionowa wartość skuteczna napięcia,

I_N - znamionowa wartość skuteczna prądu,

cosφ_N - znamionowy współczynnik mocy watomierza,

α_max - maksymalne wychylenie wskazówki watomierza.

4. W większości przypadków znamionowy współczynnik mocy cosφ_N watomierza wynosi 1. Wykorzystywane są również watomierze o cosφ_N=0.1 lub 0.2. W jakim celu:

1. do pomiaru mocy czynnej obiektów o dużym poborze mocy biernej,

2. aby zwiększyć dokładność pomiaru mocy czynnych o małych wartościach,

3. do pomiaru mocy czynnej gdy przebiegi prądów lub napięć są odkształcone,

4. do pomiaru mocy czynnej przy wysokich częstotliwościach zasilania.

5. Który rysunek przedstawia schemat układu do pomiaru mocy czynnej watomierzem pobieranej przez odbiornik Z₀, w wersji z poprawnie mierzonym napięciem:

a) c)

b) d)

6. Który rysunek przedstawia schemat układu do pomiaru mocy czynnej watomierzem pobieranej przez odbiornik Z₀, w wersji z poprawnie mierzonym prądem:

a) c)

b) d)

7. Zgodnie z ogólną definicją błędu, względny błąd pomiaru mocy czynnej określa równanie:

a)
c)

b)
d)

P₀ - rzeczywista moc pobierana przez odbiornik,

P - moc wskazywana przez watomierz.

8. W układzie do pomiaru mocy czynnej odbiornika Z₀ w wersji z poprawnie mierzonym prądem, obowiązuje zależność:

a)
c)

b)
d)

P₀ - rzeczywista moc pobierana przez odbiornik,

R_AW - rezystancja obwodu prądowego watomierza,

P - moc wskazywana przez watomierz,

R_A - rezystancja amperomierza.

9. W układzie jak na rysunku służącym do pomiaru mocy czynnej za pomocą woltomierza i amperomierza, względny błąd pomiaru mocy spowodowany rezystancją woltomierza jest równy:

a)
c)

b)
d)

R_V - rezystancja woltomierza,

R_A - rezystancja amperomierza,

R₀ - rezystancja odbiornika .

10. W watomierzu w obwodzie cewki ruchomej umieszcza się:

1. bezpiecznik,

2. dławik połączony równolegle z cewką ruchomą,

3. rezystor połączony szeregowo z cewką ruchomą,

4. rezystor manganinowy połączony równolegle z cewką ruchomą.

11. Watomierz posiada następujące nominalne (N) parametry: U_N=100V, I_N=10A, cosφ_N=0.1, α_max=100dz. Ile wynoszą maksymalna moc czynna P mierzona przez ten watomierz i jego stała C_N:

a) P=100W C_N­=1 W/dz,

b) P=1000W C_N­=10 W/dz,

c) P=100W C_N­=10 W/dz,

d) P=1000W C_N­=1 W/dz.

12. Watomierz elektrodynamiczny o parametrach nominalnych (N): U_N1=100V, I_N=2A, cosφ_N=1, α_max=100dz trzeba przystosować do pomiaru mocy przy napięciu U_N2=200V przez dołączenie dodatkowego rezystora w obwodzie cewki napięciowej. Pierwotna (dla U_N1) rezystancja obwodu napięciowego wynosi 10 kΩ. Rezystor dodatkowy R_d i nowa stała C_W watomierza wynoszą:

a) R_d=10 kΩ C_N=4 W/dz,

b) R_d=20 kΩ C_N=4 W/dz,

c) R_d=10 kΩ C_N=2 W/dz,

d) R_d=100 kΩ C_N=4 W/dz,

13. Na rysunku poniżej przedstawiono sposoby włączenia watomierza do sieci dwuprzewodowej. Kierunek przepływu mocy zaznaczono strzałkami, a początki obwodów prądowego i napięciowego watomierza kropkami. Określić kierunek wychylenia watomierza W_A, W_B, W_C.

a) c)

b)

1. W_A i W_B wychylą się w prawo natomiast W_C w lewo,

2. wszystkie watomierze wychylą się w prawo,

3. wszystkie watomierze wychylą się w lewo,

4. W_B wychyli się w prawo natomiast W_A i W_C w lewo.

14. Hallotron:

1. jest półprzewodnikowym elementem mnożącym,

2. jest półprzewodnikowym elementem całkującym,

3. jest półprzewodnikowym elementem sumującym,

4. jest półprzewodnikowym elementem różniczkującym.

15. Czułość galwanometryczna hallotronu S_H zależy od:

1. materiału, z którego wykonano hallotron,

2. grubość płytki,

3. długość płytki,

4. rezystancji woltomierza mierzącego napięcie U_H.

16. Watomierz elektrodynamiczny posiada:

1. ruchome cewki prądową i napięciową,

2. ruchomą cewkę prądową i nieruchomą cewkę napięciową,

3. ruchomą cewkę napięciową i nieruchomą cewkę prądową,

4. obydwie cewki są nieruchome.

17. Zaznacz prawidłowe zdania dotyczące częstotliwości pracy watomierzy:

1. watomierze elektrodynamiczne pracują w obwodach o częstotliwościach sieciowych, a także w obwodach prądu stałego,

2. watomierze elektrodynamiczne mogą być stosowane do pomiaru także w przypadku, gdy częstotliwości sygnałów w ich obwodach prądowym i napięciowym są różne,

3. watomierze ferromagnetyczne są stosowane w obwodach o częstotliwościach większych niż w przypadku watomierzy elektrodynamicznych,

4. elektroniczne watomierze przetwornikowe wyposażone w mnożnik hallotronowy umożliwiają pomiary mocy o częstotliwościach znacznie większych niż w przypadku watomierzy elektrodynamicznych.

18. Zmiana zakresów prądowych watomierza realizowana jest przez:

1. bocznikowanie rezystorami cewki nieruchomej,

2. przełączanie sekcji cewki nieruchomej,

3. bocznikowanie rezystorami cewki ruchomej,

4. dołączanie rezystorów w szereg z cewką ruchomą.

19. W celu pomiaru mocy biernej za pomocą watomierza:

1. należy opóźnić o 90° prąd w jego cewce ruchomej w stosunku do napięcia zasilającego tor napięciowy watomierza,

2. należy zamienić miejscami koniec i początek toru prądowego lub napięciowego watomierza,

3. można wykorzystać zależności fazowe istniejące w sieci trójfazowej symetrycznie zasilanej,

4. można wykorzystać zależności fazowe istniejące w sieci trójfazowej niesymetrycznie zasilanej.

20. Wartość mocy czynnej dla sygnałów okresowych wyraża się wzorem definicyjnym:

a)
c)

b)
d)

p(t) - moc chwilowa,

U₀, I₀, U_skn, I_skn - odpowiednio wartości składowej stałej i poszczególnych harmonicznych napięcia i prądu,

φ_N - kąt przesunięcia n-tej harmonicznej.

21. Sygnał mocy chwilowej p(t) ( u(t), i(t) - sinusoidalne) charakteryzuje się następującymi własnościami:

1. składową stałą,

2. nie jest sygnałem okresowym,

3. składową zmienną o częstotliwości równej częstotliwości napięcia i prądu,

4. składową zmienną o podwojonej wartości częstotliwości w stosunku do częstotliwości napięcia i prądu.

22. Aby zmierzyć moc bierną za pomocą watomierza należy:

1. zastosować układ sztucznego zera,

2. wykorzystać zaciski sieci trójfazowej, aby opóźnić napięcie zasilające tor napięciowy w stosunku do prądu watomierza o π/2,

3. zastosować układ Humla,

4. zmienić kolejność podłączenia zacisków cewki napięciowej watomierza.

23. W metodzie technicznej pomiaru mocy pobieranej przez żarówkę o rezystancji 500 Ω zastosowano przyrządy: amperomierz kl. 0.5 o rezystancji wewnętrznej 0.4 Ω i woltomierz kl. 0.5 o rezystancji wewnętrznej 50 kΩ. Które z poniższych stwierdzeń dotyczących pomiaru jest prawdziwe:

1. należy zastosować układ z poprawnym pomiarem napięcia,

2. należy zastosować układ z poprawnym pomiarem prądu,

3. w porównaniu z klasą dokładności przyrządów błąd metody można pominąć w przypadku (b),

4. obwód ten stanowi przypadek graniczny, w którym wybór układu pomiarowego nie ma wypływu na błąd metody.

6

Z₀

V

W

A

Z₀

V

W

A

Z₀

W

V

A

Z₀

V

W

A

Z₀

W

A

V

Z₀

V

W

A

Z₀

V

W

A

I_A

U

U_V

R₀

V

A

P

W_A

P

W_B

P

W_B

Z₀

W

V

A

---