Folta Jakub Gr. Ćw 1

Pomiar mocy

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania watomierza, następnie na podstawie pomiarów należało określić moc czynną i pozorną w obwodzie jednofazowym.

Opis budowy i zasada działania watomierza

Podstawą watomierza jest ustrój elektrodynamiczny lub ferrodynamiczny. Ustrój przyrządu składa się z dwóch cewek: jedna z nich jest nieruchoma , druga ruchoma, umieszczona w polu magnetycznym pierwszej. Doprowadzenie prądu do cewki ruchomej odbywa się za pomocą specjalnych sprężynek, które jednocześnie wytwarzają moment zwrotny. Odchylenie organu ruchowego jest proporcjonalne do iloczynu prądów obu cewek, a przy prądzie przemiennym również do cosinusa kata przesunięcia fazowego pomiędzy oboma prądami. Jeżeli obie cewki są połączone, że w cewce pierwszej płynie prąd odbiornika I1=I a w cewce drugiej(napięciowej) płynie prąd J2 proporcjonalny do napięcia U to wychylenie przyrządu jest proporcjonalne do mocy czynnej pobieranej przez odbiornik a skala watomierza jest liniowa. Cewka prądowa watomierza jest zbudowana z małej liczby zwojów grubego przewodnika ( mała impedancja wewnętrzna) natomiast cewka napięciowa z dużej liczby zwojów cienkiego przewodnika (bardzo duża impedancja wewnętrzna)

WYPOSAŻENIE STANOWISKA

W celu przeprowadzenia ćwiczenia stanowisko pomiarowe zostało wyposażone w autotransformator, 3 woltomierze, amperomierz, watomierz, rezystor i cewkę.

WYNIKI POMIARÓW

L.p.	UZ	I	Ul	UR	P
1	30	0,37	24	8	16
2	40	0,49	32	11	28
3	50	0,61	29	14	44
Stałe mierników	2	1	2	2	1

Po uwzględnieniu stałych mierników wyniki przedstawiają się następująco:

L.p.	UZ	I	Ul	UR	P	S	Q	Z	R	X	cosφ
	V	A	V	V	W	VA	VAr	Ω	Ω	Ω
1	60	0,37	48	16	16	22,2	15,38	162,16	116,87	112,41	0,72
2	80	0,49	64	22	28	39,2	27,43	163,26	116,61	114,26	0,71
3	100	0,61	78	28	44	61	89,79	163,93	118,24	119,54	0,72

Transformator

CEL ĆWICZENIA

Poznanie budowy oraz charakterystyk i metod badania obciążonego transformatora.

Opis budowy transformatora

Transformatory są to urządzenia elektromagnetyczne przeznaczone do przetwarzania prądu przemiennego o jednym napięciu na prąd przemienny o innym napięciu. Proces przetwarzania odbywa się za pośrednictwem pola magnetycznego, bez udziału ruchu mechanicznego i przy zachowaniu tej samej częstotliwości.

Najprostszy transformator trójfazowy składa się z trójkolumnowego rdzenia oraz sześciu uzwojeń fazowych. W celu zminimalizowania strat od histerezy i prądów wirowych rdzeń wykonany jest z cienkich, wzajemnie od siebie odizolowanych, blach stalowych, zawierających około 4% Si. W większości transformatorów blachy te mają grubość 0,35 lub 0,5 mm. Na każdej kolumnie umieszczone są dwa uzwojenia, odpowiadające tej samej fazie. Jedno z nich połączone jest do sieci zasilającej, a drugie do odbiornika. To uzwojenie, które pobiera energię elektryczną z sieci, nazywa się pierwotnym, a to, które oddaje ją do odbiornika - wtórnym. Uzwojenia pierwotne i wtórne można łączyć w gwiazdę lub trójkąt. Wszystkie wielkości związane ze stroną pierwotną (prąd, napięcie, moc, parametry uzwojenia) mają oznaczenie"1", a ze stroną wtórną - "2".

Pod względem wartości napięcia uzwojenia transformatora dzieli się na uzwojenia górnego (wyższego) i dolnego(niższego) napięcia. W zależności od przeznaczenia transformatora uzwojeniem górnego napięcia może być uzwojenie pierwotne lub wtórne.

Transformator może pracować w stanie jałowym, stanie obciążenia lub stanie zwarcia. Właściwym stanem pracy transformatora jest stan obciążenia. Na podstawie stanu jałowego i stanu zwarcia można natomiast uzyskać wiele informacji pozwalających ocenić transformator zarówno pod względem konstrukcji jak i przydatności do dalszej pracy.

WYPOSAŻENIE STANOWISKA

W celu przeprowadzenia ćwiczenia stanowisko pomiarowe zostało wyposażone w autotransformator, 2 woltomierze, 3 amperomierze, badany transformator trójfazowy i rezystor (odbiornik).

Dane znamionowe transformatora:

U_2Nf= 55V U_1Nf= 220V

I_2Nf= 16A I_1Nf= 4A

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

Ćwiczenie polegało na zmierzeniu kilku wartości napięcia i prądu, za każdym razem zmieniając zadane napięcia na zasilaczu.

WYNIKI POMIARÓW

L.p.	UZ	I1	I2	P1	P2	Uw	Iw
1	380	12	8	11	0	45	1
2	380	15	11	15	1	45	2
3	380	19	15	18	6	44,5	3
4	380	28	19	22	10	44	4
5	380	28	24	26	14	44	5
6	380	32	29	30	18	44	6
Stałe mierników	1	0,05	0,05	20	20	2	1

Po uwzględnieniu stałych mierników wyniki przedstawiają się następująco:

L.p.	UZ	I1	I2	P1	P2	Uw	Iw	ŋ
	V	A	A	W	W	V	A	-----
1	380	0,6	0,4	220	0	90	1	0
2	380	0,45	0,55	300	20	90	2	0,07
3	380	0,95	0,75	360	120	89	3	0,33
4	380	1,4	0,95	440	200	88	4	0,45
5	380	1,4	1,2	520	280	88	5	0,54
6	380	1,6	1,45	600	360	88	6	0,60

WNIOSKI:

Charakterystyka zewnętrzna jest w niewielkim stopniu zniekształcona, ale przyjmując błędy odczytu z mierników oraz błędy mierników wykresy są zgodne z teoretycznymi. Wykres sprawności jest nieco zniekształcony, wg. teoretycznego zbocze krzywej sprawność powinna szybciej narastać a końcówka powinna opadać, może to być spowodowane zbyt małą ilością pomiarów oraz niewykorzystaniu całego zakresu pomiarowego bez przeciążania transformatora.

2

---