Politechnika Lubelska	Laboratorium Technik Obwodów Ćwiczenie nr 7
Nazwisko i imię: Zdunek Maksymilian Zygo Jarosław	Semestr: II	Grupa: 2.7	Rok akademicki 2011/2012
Temat: Moc w obwodach prądu sinusoidalnego		Data wykonania: 19.04.2012	Ocena:

Cel ćwiczenia: Poznanie i zbadanie charakterystyki mocy elektrycznej w obwodach prądu sinusoidalnego.

Używane przyrządy:

• woltomierz elektromagnetyczny: 312106

• amperomierze elektromagnetyczne: 308219, 1610014, 3051077

• watomierz ferrodynamiczny: 3904152

• Kondensator: WB40120, pojemność: 2μF

• Cewka: 0,771H, 85Ω, 1A

Przebieg ćwiczenia:

1. Badanie mocy elektrycznej w obwodzie z dwójnikiem.

Układ pomiarowy:

Tabela pomiarów:

L.P.	U	I	P	Z	R	X	cosφ	φ	S	Q
	V	A	W	Ω	Ω	Ω		º	V*A	var
1.	240	0,95	90	252,63	99,72	232,1179	0,3947368	66º 45'	228	209,4864
2.	200	0,8	62	250	96,875	230,475	0,3875	67º 12'	160	147,504
3.	160	0,65	40	246,15	94,002	227,189	0,3846153	67º 23'	104	96,0024

Obliczenia:

- Moc pozorna (S):

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

- Cosφ:

=>

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

- kąt φ (odczytany z tablic trygonometrycznych na podstawie cos):

φ = 66º 45' (dla 1 pomiaru)

φ = 67º 12' (dla 2 pomiaru)

φ = 67º 23' (dla 3 pomiaru)

- Moc bierna (Q):

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

- Moduł impedancji: (Z)

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

- Rezystancja zastępcza (R):

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

- Reaktancja zastępcza (X):

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

Równania wartości chwilowej napięcia, prądu i mocy:

- wartość chwilowa napięcia

(1 pomiar)

(2 pomiar)

(3 pomiar)

- wartość chwilowa prądu

(1 pomiar)

(2 pomiar)

(3 pomiar)

- wartość chwilowa mocy

=

= (1 pomiar)

=

= (2 pomiar)

=

= (3 pomiar)

Wykres:

Patrz załączniki 1,2,3.

Trójkąty mocy:

Dla 1 pomiaru:

Dla 2 pomiaru:

Dla 3 pomiaru:

Trójkąty impedancji:

Dla 1 pomiaru:

Dla 2 pomiaru:

Dla 3 pomiaru:

Postacie zespolone:

- Impedancja Z

(postać algebraiczna)

(postać wykładnicza)

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

- Upięcie U

(postać wykładnicza)

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

- Prąd I

(postać wykładnicza)

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

- Moc S

(postać algebraiczna)

(postać wykładnicza)

(dla 1 pomiaru)

(dla 2 pomiaru)

(dla 3 pomiaru)

2. Badanie mocy elektrycznej w obwodzie z dwójnikiem równoległym.

Układ pomiarowy:

Tabela pomiarów:

L.P.	U	I	P	I1	I2	Z	R	XL	XC	S	Q	cosφ
	V	A	W	A	A	Ω	Ω	Ω	Ω	V*A	var
1.	240	0,39	84	0,47	0,92	96,6	86,69	225,19	115,04	93,6	41,2776	0,897458	Wył. zam.
2.	200	0,32	60	0,39	0,76	64	60	145	91,5789	64	22,272	0,9375
1.	240	0,96	86	0,47	0	230,4	86	473,719	-	230,4	213,74208	0,3732638	Wył. otw.
2.	200	0,80	60	0,39	0	160	60	475,487	-	160	148,352	0,375

Obliczenia:

- Moc pozorna (S):

(dla 1 pomiaru z kondensatorem)

(dla 2 pomiaru z kondensatorem)

(dla 1 pomiaru bez kondensatora)

(dla 2 pomiaru bez kondensatora)

- Cosφ:

=>

(dla 1 pomiaru z kondensatorem)

(dla 2 pomiaru z kondensatorem)

(dla 1 pomiaru bez kondensatora)

(dla 2 pomiaru bez kondensatora)

- kąt φ (odczytany z tablic trygonometrycznych na podstawie cos):

φ = 26º 10'

φ = 20º 22'

φ = 68º 05'

φ = 68º 00'

- Moc bierna (Q):

(dla 1 pomiaru z kondensatorem)

(dla 2 pomiaru z kondensatorem)

(dla 1 pomiaru bez kondensatora)

(dla 2 pomiaru bez kondensatora)

- Moduł impedancji: (Z)

(dla 1 pomiaru z kondensatorem)

(dla 2 pomiaru z kondensatorem)

(dla 1 pomiaru bez kondensatora)

(dla 2 pomiaru bez kondensatora)

- Rezystancja zastępcza (R):

(dla 1 pomiaru z kondensatorem)

(dla 2 pomiaru z kondensatorem)

(dla 1 pomiaru bez kondensatora)

(dla 2 pomiaru bez kondensatora)

- Reaktancja zastępcza cewki (X_L):

(dla 1 pomiaru z kondensatorem)

(dla 2 pomiaru z kondensatorem)

(dla 1 pomiaru bez kondensatora)

(dla 2 pomiaru bez kondensatora)

- Reaktancja zastępcza kondensatora (X_C):

(dla 1 pomiaru z kondensatorem)

(dla 2 pomiaru z kondensatorem)

Wykresy wskazowe:

3. Wnioski

Moc mierzona przez watomierz nazywamy mocą czynną (P). Oprócz niej istnieje jeszcze moc bierna (Q) oraz pozorna (S). Graficznym obrazem zależności poszczególnych mocy jest tzw. trójkąt mocy. Ciekawe są pomiary prądu w układzie z dwójnikiem równoległym. Wskazania na amperomierzu kondensatora (A₂) oraz amperomierzu cewki (A₁) są większe niż wskazania na głównym amperomierzu. Gdy odłączyliśmy kondensator większe wskazania były na amperomierzu głównym. Wartość mocy czynnej w połączeniu z kondensatorem nie różniła się od tej w połączeniu bez kondensatora. Natomiast wartości mocy pozornych i biernych różniły się zależnie od układu.