POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Zakład Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej
Przedmiot: Laboratorium Teorii Obwodów Ćwiczenie nr: 4 Temat: Poprawa współczynnika mocy
Rok akademicki: 2011/2012 Kierunek: AiR Studia: stacjonarne Rok studiów: II Semestr: 3 Nr grupy: A41	Wykonawcy: 1. 2. 3.	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				21.11.2011	28.11.2011
				Ocena:
Uwagi:

1. Przebieg ćwiczenia

1.1. Wyznaczanie współczynnika mocy układu przed i po kompensacji

 

1.1.1. Schemat połączeń:

1.1.2. Tabela wyników:

C	Z pomiarów				Z obliczeń
		U	I	P	Ic	S	cos(ϕw)	ϕw	sin(ϕw)	tg(ϕw)	Qw	Qc	Ic
[µF]	[V]	[A]	[W]	[A]	[VA]	-	[ ]	-	-	[var]	[var]	[A]
0	45	0,44	4	0	19,8	0,202	78,34	0,979	4,85	19,4	-	-
		55	0,54	6	0	29,7	0,202	78,34	0,979	4,85	29,1	-	-
		65	0,64	8	0	41,6	0,192	78,91	0,981	5,10	40,8	-	-
		75	0,74	11	0	55,5	0,198	78,57	0,980	4,95	54,4	-	-
	10	45	0,3	4	0,15	13,5	0,296	72,76	0,955	3,22	12,9	6,5	0,14
		55	0,37	6	0,18	20,4	0,295	72,85	0,956	3,24	19,4	9,6	0,17
		65	0,44	8	0,21	28,6	0,280	73,76	0,960	3,43	27,5	13,4	0,20
		75	0,51	11	0,24	38,3	0,288	73,29	0,958	3,33	36,6	17,8	0,24
	20	45	0,18	4	0,28	8,1	0,494	60,41	0,870	1,76	7,0	12,3	0,28
		55	0,22	6	0,34	12,1	0,496	60,27	0,868	1,75	10,5	18,6	0,35
		65	0,26	8	0,41	16,9	0,473	61,75	0,881	1,86	14,9	25,9	0,41
		75	0,3	11	0,47	22,5	0,489	60,73	0,872	1,78	19,6	34,8	0,47
	30	45	0,11	4	0,43	5,0	0,808	36,09	0,589	0,73	2,9	16,5	0,42
		55	0,14	6	0,53	7,7	0,779	38,81	0,627	0,80	4,8	24,3	0,52
		65	0,17	8,5	0,63	11,1	0,769	39,72	0,639	0,83	7,1	36,3	0,61
		75	0,19	11,5	0,72	14,3	0,807	36,19	0,591	0,73	8,4	48,5	0,71
	40	45	0,2	4	0,58	9,0	0,444	63,61	0,896	2,02	8,1	11,3	0,57
		55	0,25	6	0,72	13,8	0,436	64,13	0,900	2,06	12,4	16,7	0,69
		65	0,29	9	0,84	18,9	0,477	61,48	0,879	1,84	16,6	29,4	0,82
		75	0,33	12	0,97	24,8	0,485	61,00	0,875	1,80	21,6	37,7	0,94

W przeprowadzonym ćwiczeniu pod uwagę brane były wzory:

- moc pozorna odbiornika:

- moc czynna odbiornika:

- moc bierna pobrana przez odbiornik przy braku kompensacji:

- wypadkowa moc bierna:

,

gdzie: - kąt miedzy prądem a napięciem po kompensacji

- moc bierna pobrana przez kondensator kompensujący (przy założeniu ):

- prąd płynący przez kondensator

1.1.3. Przykładowe obliczenia

Dla kondensatora 20 [µF] i napięcia 65 [V]

2. Wykresy wskazowe

U = 65 [V], C = (0, 10, 20, 30, 40) [µF]

3. Wartość pojemności potrzebnej do całkowitej kompensacji dla poszczególnych wartości napięć zasilania:

Obliczmy (teoretyczną) pojemność pełnej kompensacji ze wzoru:

	U	C
	[V]	[µF]
1	45	30,48
2	55	30,61
3	65	30,76
4	75	30,78

4. Uwagi końcowe i wnioski

Wraz ze wzrostem pojemności dołączanego kondensatora kompensującego, a co się z tym wiąże - zwiększaniem współczynnika mocy ( - rośnie, - maleje) maleje prąd pobierany przez układ ze źródła. Maleje jednak tylko do czasu, gdy nie zostanie przekroczona pewna wartość pojemności kondensatora kompensującego, dla której zachodzi najlepsza kompensacja. W naszym ćwiczeniu była to wartość zbliżona do

ok. 30 [μF] a prąd pobrany ze źródła osiągnął minimalną wartość (I = 0,11 [A] dla napięcia U = 45 [V]). Po przekroczeniu tej wartości układ znajdować się będzie w stanie przekompensowania, co dokładnie widać w przedstawionej tabelce.

Moc bierna pobierana przez układ w czasie kompensacji również maleje na rzecz rosnącej mocy biernej wytworzonej na kondensatorze kompensującym, a po przekroczeniu najlepszej kompensacji zaczyna znowu rosnąć. Suma mocy biernej układu i mocy biernej kondensatora kompensującego ma wartość stałą. Przy braku kompensacji moc bierna układu osiąga maksymalną wartość.

5. Literatura

[1] Frąckowiak J., Nawrowski R., Zielińska M., Elektrotechnika teoretyczna, Laboratorium, Poznań, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 2006,

1/4

I_c

(C=40)

(C=30)

(C=20)

(C=10)

U

0,64 [A]

---