UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI

W OLSZTYNIE

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI

ĆWICZENIE NR3: POMIARY

MOCY I ENERGII CZYNNEJ W

OBWODACH JEDNOFAZOWYCH.

a)

Pomiar mocy czynnej watomierza w układzie

bezpośrednim.

Rodzaj

odbiornika

Wartości zmierzone

Wartości obliczone

U

I

α

Stała

watomierza

P

Q

S

(moc

pozorna)

cosφ

φ

V

A

dz

W/dz

W

var

V*A

-

˚

Żarówka

235

0,62

73

2

146

0

145,7

1

0

Żarówka i

kondensator

235

0,98

74

2

148

176,4

230

0,6434

50

Żarówka i

235

2,3

48

4

192

505,3

540

0,3556 69,2

cewka

Przykładowe obliczenia:

 



    



 

        ,   , 

 









 , 

  



  



,   °

   !  "#     , $  "# °  , 

b)

Pomiar mocy czynnej watomierza w układzie

półpośrednim.

Przekładnia przekładnika k

i

= 10

Rodzaj

odbiornika

Wartości zmierzone

Wartości obliczone

U

I

1

I

2

P

W

P

P=k

i

P

w

Q

S

Cosφ

φ

V

A

A

W

W

var

VA

-

˚

Żarówka

235

0,6

0,06

14

140

16,7

141

0,9929

6,82

Żarówka i

kondensator

235

0,96

0,1

14

140

188,7

235

0,5957

53,4343

Żarówka i

cewka

235

2,3

0,23

20

200

502

540

0,37

68,2827

Zastosowanie przekładnika umożliwia pomiar prądów większych, niż zakres

zastosowanego amperomierza, przy czym należy przy obliczeniach uwzględnić

przekładnię przekładnika

Przykładowe obliczenia:

 %

&





     

c)

Pomiary energii czynnej odbiornika jednofazowego.

Stała licznika C

L

= 1kWh=3 000 obr.

Rodzaj

odbiornika

Wartości zmierzone

Wartości obliczone

U

I

T

[10 obrotów]

A

P

cos φ

V

A

s

Ws

W

˚

Żarówka

235

0,62

1m 26,7s

(86,7s)

12 000

138,4

0,95

Żarówka i

kondensator

235

0,98

1m 26,2s

(86,2s)

12 000

139,21

0,64

Żarówka i

cewka

235

2,3

1m 6,7s

(66,7s)

12 000

180

0,33

Przykładowe obliczenia:

'   () *

+ - 

'    () *

+ - % *

 

 



 , % *   

 
 . -




.



 

, 

 , 

  

 !



, 

  ,  



, 

, 

 , $

Wnioski

•

W cewce idealnej napięcie sinusoidalne zmienne wyprzedza prąd o kąt fazowy

2

π

ϕ

=

.

Cewka pobiera moc bierną, przechowuje energię elektryczną w polu magnetycznym.

•

W kondensatorze idealnym napięcie sinusoidalne opóźnia się względem prądu o kąt fazowy

2

π

ϕ

−

=

. Kondensator pobiera moc bierną i przechowuje ją w polu elektrycznym.

•

Moc czynną, bierną i pozorną można przedstawić graficznie w postaci trójkąta

prostokątnego, zwanego trójkątem mocy. Najkorzystniejsza z punktu widzenia poboru mocy

sytuacja jest wtedy, gdy nie ma mocy biernej. Wówczas cała pobrana moc zamieniana jest na

pożyteczną pracę – tak jest w wypadku prądu stałego. Przedstawiony trójkąt pokazuje też, że

moc pozorna jest geometryczną (twierdzenie Pitagorasa) sumą mocy czynnej i biernej prądu

elektrycznego pobieranego przez odbiornik ze źródła. Można to wyrazić następującym

wzorem:

/  01

2

34

2

•

Aby zmniejszyć negatywny wpływ mocy biernej, należy ją kompensować, stosując

baterie kondensatorów, które poprawiają współczynnik mocy

•

Moce zmierzone w 1 i 2 układzie mają zbliżone wartości. Pomiar za pomocą licznika

zużytej energii elektrycznej i wykonane obliczenia na podstawie wskazań trochę się

różnią, czego przyczyną może być błąd wskazań aparatury pomiarowej (watomierze):

o

dla żarówki różnica wynosi –

5 W

o

dla żarówki i kondensatora różnica wynosi –

4 W

o

dla żarówki i cewki różnica wynosi –

16 W