background image

POLITECHNIKA  BIAŁOSTOCKA 

WYDZIAŁ  ELEKTRYCZNY 

___________________________________________________________ 

Laboratorium  Miernictwa  Elektrycznego 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Pomiar mocy czynnej i biernej w układach 

trójfazowych 

 
 

Instrukcja do 

ć

wiczenia 

 

Nr 10

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Opracował dr in

ż

. R. Piotrowski 

______________________________________________ 

Białystok 1998

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

2

 

1. Wprowadzenie 

 

 

 

omiary  mocy  czynnej  jak  i  biernej  w  układach  trójfazowych  mog

ą

  by

ć

 

wykonywane  przy  pomocy  tylko  dwóch  watomierzy.  Przypadek  ten 
badany jest w ramach niniejszego 

ć

wiczenia. 

Na wst

ę

pie omówimy układ do pomiaru mocy czynnej. Układ ten, którego 

schemat  przedstawia  rysunek 2,  nazywany  jest  układem  Arona.  Mierzy  on 
poprawnie  moc  czynn

ą

  odbiornika  trójfazowego  o  dowolnym  skojarzeniu 

(gwiazdowym  lub  trójk

ą

towym),  symetrycznego  lub  niesymetrycznego,  w  doda-

tku przy symetrii lub niesymetrii napi

ę ć

 zasilaj

ą

cych. Z tych wzgl

ę

dów zasługuje 

na  miano  układu  w  wysokim  stopniu  uniwersalnego.  Jedynie  w  przypadku  gdy 
linia zasilaj

ą

ca ma przewód zerowy, przez który płynie pr

ą

d, układ nie mo

ż

e by

ć

 

stosowany, gdy

ż

 nie zapewnia poprawnego pomiaru. 

 

Cech

ą

 charakterystyczn

ą

 układu Arona jest to, 

ż

e do jednego z przewodów 

linii trójfazowej przył

ą

czone s

ą

 zaciski cewek napi

ę

ciowych obydwu watomierzy 

układu.  Rol

ę

 tego przewodu mo

ż

e pełni

ć

 dowolny przewód fazowy linii, dlatego 

poprawne  s

ą

  jeszcze  dwa  inne  warianty  układu  Arona,  które 

ć

wicz

ą

cy  zechc

ą

 

narysowa

ć

 sami. 

 

W  układach  z  dwoma  watomierzami,  zarówno  do  pomiaru  mocy  czynnej 

jaki  biernej  mo

ż

e  zdarzy

ć

  si

ę

ż

e  wskazówka  jednego  lub  dwóch  watomierzy 

odchyla si

ę

 w lewo, co uniemo

ż

liwia odczyt ich wskaza

ń

. Zale

ż

y to od charakteru 

odbiornika  oraz  od  jego  k

ą

ta  fazowego.  Dla  przykładu,  je

ż

eli  odbiornik 

indukcyjny  (symetryczny)  ma  k

ą

t  fazowy    wi

ę

kszy  od  60

O

 ,  wskazówka 

watomierza w fazie opó

ź

niaj

ą

cej si

ę

 (jest to watomierz W

2

 na rysunku 2) odchyla 

si

ę

 w lewo. Dla k

ą

ta równego dokładnie 60

O

 watomierz ten wskazuje zero, co jest 

powodem  nieporozumie

ń

ć

wicz

ą

cy  bowiem  sygnalizuj

ą

  w  takim  przypadku 

uszkodzenie przyrz

ą

du. 

 

Dla  przywrócenia  prawidłowego  kierunku  odchylnia  wskazówki,  nale

ż

zmieni

ć

  o  180

O

  faz

ę

  pr

ą

du  płyn

ą

cego  przez  cewk

ę

  pr

ą

dow

ą

  albo  napi

ę

cia 

przykładanego  do  obwodu  napi

ę

ciowego.  Bardziej  praktyczna  jest  ta  druga 

metoda, nie wymaga bowiem przerwania obwodu pr

ą

dowego. Istot

ę

 omówionego 

przeł

ą

czenia ilustruje rysunek 1.  

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

3

 

 

Wskazania  watomierza,  w  którym  dokonano  przeł

ą

czenia,  nale

ż

y  bra

ć

  ze 

znakiem  ujemnym,  przy  obliczaniu  mocy  czynnej  lub  biernej  odbiornika 
trójfazowego,  co  przypomina  si

ę

  w  tej  instrukcji  przy  odpowiednich 

zale

ż

no

ś

ciach uwag

ą

 - „suma algebraiczna”. 

 

W

wskazówka odchyla

si

ę

 w lewo

W

po przeł

ą

czeniu

wskazówka odchyla

si

ę

 w prawo

 

Rys.1. Sposób przeł

ą

czenia cewki napi

ę

ciowej watomierza przywracaj

ą

cego 

prawidłowy  kierunek  odchylenia  wskazówki.  Przeł

ą

czenie  oznacza 

zmian

ę

 o k

ą

t 180

fazy napi

ę

cia przykładanego do obwodu napi

ę

ciowego 

 
 

2. Przebieg 

ć

wiczenia 

2.1. Pomiar mocy czynnej 

 

 
 

 Układ Arona, w którym dokonywane s

ą

 pomiary przedstawia rysunek 2. 

 

T

S

U

ST

U

RT

I

T

I

S

I

R

R

W

R, L, C

R, L, C

R, L, C

A

1

A

2

A

3

W

2

W

1

 

 

Rys.2. Układ do pomiaru mocy czynnej (układ Arona) 

 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

4

 

Oznaczenia wyst

ę

puj

ą

ce na rysunku 2. 

 
A

1

,  A

2

,  A

-  amperomierze  elektromagnetyczne  o  zakresach  2,5A/5A  (wł

ą

czy

ć

 

zakres 2,5A) 

W

1

,  W

  -  watomierze  ferrodynamiczne  o  zakresach  pr

ą

dowych  2,5A/5A 

(studenci samodzielnie okre

ś

laj

ą

 wła

ś

ciwy zakres napi

ę

ciowy) 

R,  L,  C  - wł

ą

czane  w  poszczególnych  punktach 

ć

wiczenia:  spirale  grzejne  (R), 

dławiki (L), kondensatory (C) 

W - wył

ą

cznik trójbiegunowy 

 

 

2.1.1.Odbiornik rezystancyjny 

Kolejno

ś ć

 czynno

ś

ci 

 

1. Poł

ą

czy

ć

  układ  według  schematu  z  rysunku  2,  wł

ą

czaj

ą

c  jak  odbiornik  trzy 

spirale grzejne (R) skojarzone w gwiazd

ę

 

2. Zamkn

ą ć

 wył

ą

cznik W i dokona

ć

 wst

ę

pnego odczytu wskaza

ń

 przyrz

ą

dów 

3. Stwierdzi

ć

 na podstawie wskaza

ń

 amperomierzy, czy nie s

ą

 przeci

ą ż

one cewki 

pr

ą

dowe watomierzy 

4. Sprawdzi

ć

  czy  wskazówki  obydwu  watomierzy  odchylaj

ą

  si

ę

  w  prawo,  je

ś

li 

tak  nie  jest,  wskazuje  to  na  bł

ę

dne  poł

ą

czenie  układu,  które  nale

ż

y  poprawi

ć

po otwarciu wył

ą

cznika W według wskaza

ń

 rysunku 1. 

5. Je

ś

li nie stwierdzono wskazanych wy

ż

ej nieprawidłowo

ś

ci, nale

ż

y wykona

ć

 
 

a) zanotowa

ć

 wskazania watomierzy (w działkach) 

 

P’

1

 = ...................dz 

P’

2

 = ...................dz 

 
 

b) obliczy

ć

 stał

ą

 podziałki c

p

 watomierza 

 

100

cos

n

n

n

p

I

U

c

ϕ

=

 = ...................W/dz 

gdzie: 

U

n

 - zakres napi

ę

ciowy watomierza 

I

n

 - zakres pr

ą

dowy watomierza 

cos

ϕ

n

 - znamionowy współczynnik mocy watomierza 

 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

5

 
 

c) obliczy

ć

 wskazania watomierzy w watach 

 

P

1

 = c

P’

1

 = ..................W 

P

2

 = c

P’

2

 = ..................W 

 

 

d) obliczy

ć

 moc czynn

ą

 P

0

 wydzielaj

ą

c

ą

 si

ę

 w odbiorniku 

 

P

0

 = P

1

 + P

= ................W       (suma algebraiczna) 

 
 

e) obliczy

ć

 k

ą

t fazowy 

ϕ

0

 symetrycznego odbiornika trójfazowego 

 (utworzony z trzech w przybli

ż

eniu identycznych elementów odbiornik 

trójfazowy mo

ż

na traktowa

ć

 jako symetryczny) 

 

ϕ

0

1

2

1

2

3

=


+

arc tg

P

P

P

P

. .

.

 = ..........

0

 

 
 

2.1.2.Odbiornik indukcyjny 

Kolejno

ś ć

 czynno

ś

ci 

 

1. Poł

ą

czy

ć

 układ według schematu z rysunku 2, wł

ą

czaj

ą

c do

ń

 dławiki (L) 

2. Zamkn

ą ć

 wył

ą

cznik W i dokona

ć

 wst

ę

pnego odczytu wskaza

ń

 przyrz

ą

dów 

3. Stwierdzi

ć

 na podstawie wskaza

ń

 amperomierzy, czy nie s

ą

 przeci

ą ż

one cewki 

pr

ą

dowe watomierzy 

4. Je

ż

eli  wskazówka  któregokolwiek  watomierza  odchyla  si

ę

  w  lewo,  dokona

ć

po  otwarciu  wył

ą

cznika W,  stosownego  przeł

ą

czenia  jego  obwodu  napi

ę

ciowego według wskaza

ń

 rysunku 1.  

5. Nast

ę

pnie nale

ż

y wykona

ć

 
 

a) zanotowa

ć

 wskazania watomierzy (w działkach) 

 

P’

1

 = ...................dz 

P’

2

 = ...................dz 

 
 

b) obliczy

ć

 stał

ą

 podziałki 

c

p

 watomierza 

 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

6

 
 
 

100

cos

n

n

n

p

I

U

c

ϕ

=

 = ...................W/dz 

gdzie: 

U

n

 - zakres napi

ę

ciowy watomierza 

I

n

 - zakres pr

ą

dowy watomierza 

cos

ϕ

n

 - znamionowy współczynnik mocy watomierza 

 
 

c) obliczy

ć

 wskazania watomierzy w watach 

 

P

1

 = c

P’

1

 = ..................W 

P

2

 = c

P’

2

 = ..................W 

 

 

d) obliczy

ć

 moc czynn

ą

 P

0

 wydzielaj

ą

c

ą

 si

ę

 w odbiorniku 

 

P

0

 = P

1

 + P

= ..............W       (suma algebraiczna) 

 
 

e) obliczy

ć

 k

ą

t fazowy 

ϕ

0  

odbiornika  trójfazowego

 

 (pomin

ą ć

 niewielk

ą

 

niesymetri

ę

 odbiornika) 

 

ϕ

0

1

2

1

2

3

=


+

arc tg

P

P

P

P

. .

.

 = ..........

0

 

 
 

2.1.3. Odbiornik pojemno

ś

ciowy 

Kolejno

ś ć

 czynno

ś

ci 

 

1. Poł

ą

czy

ć

  układ  według  schematu  z  rysunku  2,  wł

ą

czaj

ą

c  jako  odbiornik  trzy 

kondensatory  C skojarzone w gwiazd

ę

 

2. Zamkn

ą ć

 wył

ą

cznik W i dokona

ć

 wst

ę

pnego odczytu wskaza

ń

 przyrz

ą

dów 

3. Stwierdzi

ć

 na podstawie wskaza

ń

 amperomierzy, czy nie s

ą

 przeci

ą ż

one cewki 

pr

ą

dowe watomierzy 

4. Je

ż

eli  wskazówka  któregokolwiek  watomierza  odchyla  si

ę

  w  lewo,  dokona

ć

po  otwarciu  wył

ą

cznika W,  stosownego  przeł

ą

czenia  jego  obwodu  napi

ę

ciowego według wskaza

ń

 rysunku 1.  

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

7

5. Nast

ę

pnie nale

ż

y wykona

ć

 
 
 
 

a) zanotowa

ć

 wskazania watomierzy (w działkach) 

 

P’

1

 = ...................dz 

P’

2

 = ...................dz 

 
 

b) obliczy

ć

 stał

ą

 podziałki c

p

 watomierza 

 

c

U I

p

n n

n

=

cos

ϕ

100

 = ...................W/dz 

gdzie: 

U

n

 - zakres napi

ę

ciowy watomierza 

I

n

 - zakres pr

ą

dowy watomierza 

cos

ϕ

n

 - znamionowy współczynnik mocy watomierza 

 
 

c) obliczy

ć

 wskazania watomierzy w watach 

 

P

1

 = c

P’

1

 = ..................W 

P

2

 = c

P’

2

 = ..................W 

 

 

d) obliczy

ć

 moc czynn

ą

 P

0

 wydzielaj

ą

c

ą

 si

ę

 w odbiorniku 

 

P

0

 = P

1

 + P

= ................W   (suma algebraiczna) 

 
 

e) obliczy

ć

 k

ą

t fazowy 

ϕ

0

 odbiornika trójfazowego (pomin

ąć

 niewielk

ą

 

 niesymetri

ę

 odbiornika) 

 
 

ϕ

0

1

2

1

2

3

=


+

arc tg

P

P

P

P

. .

.

 = ..........

0

 

 

 
 
 
 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

8

 

Zestawienie wyników pomiaru mocy czynnej 

 

 

W  Tablicy  1  nale

ż

y  dokona

ć

  zestawienia  wyników  pomiarów  mocy 

czynnej dla poszczególnych rodzajów odbiorników 
 
 

Tablica 1 

P

O

 

cos

ϕ

O

 

Charakter odbiornika 

----- 

Odbiornik rezystancyjny 

 

 

Odbiornik indukcyjny 

 

 

Odbiornik pojemno

ś

ciowy 

 

 

 
 
 

2.2. Pomiar mocy biernej 

 

 
 

Pomiar  mocy  biernej  w  obwodach  trójfazowych    mo

ż

e  odbywa

ć

  si

ę

  przy 

pomocy  watomierzy,  przyrz

ą

dów  ze  swej  natury  przystosowanych  do  pomiaru 

mocy  czynnej.  Jest  to  mo

ż

liwe  dzi

ę

ki  umiej

ę

tnemu  wykorzystaniu  naturalnych 

przesuni

ę ć

  fazowych,  jakie  wyst

ę

puj

ą

  mi

ę

dzy  napi

ę

ciami  układu  trójfazowego. 

Podstawowym  warunkiem  prawidłowego  pomiaru  jest  jednak  symetria  tych 
napi

ę ć

 

Układ  do  pomiaru  mocy  biernej  (rys.4)  wywodzi  si

ę

  z  układu  Arona 

(rys.2).  W  układzie  tym  (dowód  pomijamy)  watomierze  mierz

ą

  moc  czynn

ą

  P

0

 

odbiornika trójfazowego: 
 

P

0

 = P

1

+ P

2

 = U

RT 

I

cos(U

RT,

I

R

) + U

ST 

I

cos(U

ST

I

S

)= 

 

= U

RT 

I

cos

ϕ

1

+ U

ST 

I

S

 cos

ϕ

2

 

(1) 

 
 

Wyra

ż

enie na moc biern

ą

 jest analogiczne, z tym 

ż

e kosinusy s

ą

 zast

ą

pione 

sinusami k

ą

tów 

ϕ

1

ϕ

2

, mianowicie, 

 

Q

0

 = U

RT 

I

sin

ϕ

1

+ U

ST 

I

S

 sin

ϕ

(2) 

 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

9

 
 

90

0

-

ϕ

2

90

0

-

ϕ

1

ϕ

1

ϕ

2

I

R

I

S

U

R

-U

T

U

S

-U

R

U

T

-U

T

U

ST

U

RT

90

0

-

ϕ

2

 

 
 
Rys.  3.  Wykres  wskazowy  ilustruj

ą

cy  ide

ę

  wykorzystania  do  pomiaru  mocy 

biernej naturalnych przesuni

ę ć

 fazowych w układzie napi

ę ć

 trójfazowych  

 

 

Watomierze mogłyby mierzy

ć

 moc biern

ą

 odbiornika gdyby ich wskazania 

były  proporcjonalne  do  sinusów  k

ą

tów 

ϕ

1

ϕ

2

.  Mo

ż

na  to  osi

ą

gn

ąć

,  zasilaj

ą

obwód  napi

ę

ciowy  watomierza  W

1

  napi

ę

ciem  opó

ź

nionym  wzgl

ę

dem  napi

ę

cia 

U

RT

  o  k

ą

t  90

0

  (jest  nim  napi

ę

cie  U

S

  -  patrz  wykres  wskazowy  na  rys.3),  za

ś

 

obwód  napi

ę

ciowy  watomierza  W

2

,  napi

ę

ciem  opó

ź

nionym  wzgl

ę

dem  napi

ę

cia 

U

ST

  o  k

ą

t  90

0

  (jest  nim  napi

ę

cie  -U

R

).  Watomierze  układu  przedstawionego  na 

rysunku 4. spełniaj

ą

 te warunki. 

 

Minus przy napi

ę

ciu U

R

 oznacza, 

ż

e napi

ę

cie fazowe U

R

 jest odwrócone w 

fazie  o  k

ą

t  180

  wzgl

ę

dem  „normalnego”  napi

ę

cia  tej cewki, co wyra

ż

a si

ę

 tym 

ż

e  zacisk  oznaczony  gwiazdk

ą

  (pocz

ą

tek  cewki)  przył

ą

czony  jest  do  punktu 

zerowego zamiast do przewodu fazy R. 
 
 
 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

10

 
 

O

T

S

R

R, L, C

R, L, C

R, L, C

A

2

A

3

W

1

W

2

I

R

I

T

I

S

W

-U

R

U

S

W

3

A

1

 

 

Rys.4. Układ do pomiaru mocy biernej dwoma watomierzami 

 

A

1

,  A

2

,  A

-  amperomierze  elektromagnetyczne  o  zakresach  2,5A/5A  (wł

ą

czy

ć

 

zakres 2,5A) 

W

1

,  W

  -  watomierze  ferrodynamiczne  o  zakresach  pr

ą

dowych  2,5A/5A 

(studenci samodzielnie okre

ś

laj

ą

 wła

ś

ciwy zakres napi

ę

ciowy) 

W

3

 - watomierz pomocniczy, w którym wykorzystuje si

ę

 tylko cewk

ę

 napi

ę

ciow

ą

 

R,  L,  C  - wł

ą

czane  w  poszczególnych  punktach 

ć

wiczenia:  spirale  grzejne  (R), 

dławiki (L), kondensatory (C) 

W - wył

ą

cznik trójbiegunowy 

 
 

Suma wskaza

ń

 watomierzy układu z rysunku 4. wynosi, 

 

(

)

(

)

S

R

S

R

R

S

R

S

I

U

I

U

I

U

I

U

P

P

,

2

1

cos

,

cos

+

=

+

 

(3) 

 

 

Warto  przypomnie

ć

  w  tym  miejscu, 

ż

e  wskazanie  watomierza  jest  równe 

iloczynowi skutecznej warto

ś

ci napi

ę

cia (warto

ś

ci skuteczne s

ą

 zawsze dodatnie) 

przykładanego  do  jego  cewki  napi

ę

ciowej,  skutecznej  warto

ś

ci  pr

ą

du  płyn

ą

cego 

przez  jego  cewk

ą

  pr

ą

dow

ą

  i  kosinusa  k

ą

ta  przesuni

ę

cia  fazowego  mi

ę

dzy 

wspomnianymi wielko

ś

ciami.  

 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

11

 

Bior

ą

c  pod  uwag

ę

  zale

ż

no

ś

ci  k

ą

towe  wynikaj

ą

ce  z  wykresu  wskazowego 

przedstawionego na rysunku 3, zale

ż

no

ś ć

 (3) mo

ż

na wyrazi

ć

 nast

ę

puj

ą

co, 

 

 

=

+

=

+

)

90

cos(

)

90

cos(

2

1

2

1

ϕ

ϕ

o

S

R

o

R

S

I

U

I

U

P

P

 

 
 

=

+

=

U I

U I

S R

R S

sin

sin

ϕ

ϕ

1

2

 

 

 

=

+

=

U

I

U

I

RT

R

ST

S

3

3

1

2

sin

sin

ϕ

ϕ

 

 

 

(

)

=

+

=

1

3

1

3

1

2

U

I

U

I

Q

RT R

ST S

o

sin

sin

ϕ

ϕ

 

(4) 

 
 

Wyja

ś

nijmy  w  tym  miejscu, 

ż

e  wobec  symetrii  napi

ę ć

  układu  trójfazo- 

wego,  skuteczne  warto

ś

ci  napi

ę ć

  fazowych  U

R

  i  U

S

  mog

ą

  by

ć

  zast

ą

pione 

dowolnymi  napi

ę

ciami  mi

ę

dzyfazowymi  podzielonymi  przez  pierwiastek 

kwadratowy z trzech. 
 
Z równania (4) otrzymuje si

ę

 

(

)

Q

P

P

o

=

+

3

1

2

 [var] 

(5) 

gdzie 

P

1

, P

2

 - wskazania watomierzy w watach 

Q

0

 - moc bierna w warach 

 

 

Z  powy

ż

szych  rozwa

ż

a

ń

  wynika, 

ż

e  pomiar  mocy  biernej  dwoma 

watomierzami  wymaga  u

ż

ycia  napi

ę ć

  fazowych.  Wobec  braku  przewodu 

zerowego w linii zasilaj

ą

cej, napi

ę

cia te uzyskuje si

ę

 przez skojarzenie w gwiazd

ę

 

obwodów napi

ę

ciowych trzech identycznych watomierzy (rys. 4). Watomierz W

3

 

pełni  w  układzie  rol

ę

  pomocnicz

ą

,  wykorzystywany  jest  jedynie  jego  obwód 

napi

ę

ciowy do utworzenia symetrycznej gwiazdy. 

 
 
 
 
 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

12

 

2.2.1. Odbiornik rezystancyjny 

 
 

Jak  wiadomo  moc  bierna  odbiornika  rezystancyjnego  jest  równa  zeru. 

Spirale  grzejne  tworz

ą

  trójfazowy  odbiornik  prawie  idealnie  rezystancyjny, 

dlatego nale

ż

y spodziewa

ć

 si

ę

ż

e suma wskaza

ń

 (suma algebraiczna) watomierzy 

b

ę

dzie w przybli

ż

eniu równa zeru.  

Kolejno

ść

 czynno

ś

ci 

1. Poł

ą

czy

ć

  układ  według  schematu  z  rysunku  4,  wł

ą

czaj

ą

c  jako  odbiornik  trzy 

spirale grzejne (R) skojarzone w gwiazd

ę

 

2. Zamkn

ąć

 wył

ą

cznik W i dokona

ć

 wst

ę

pnego odczytu wskaza

ń

 przyrz

ą

dów 

3. Stwierdzi

ć

 na podstawie wskaza

ń

 amperomierzy, czy nie s

ą

 przeci

ąż

one cewki 

pr

ą

dowe watomierzy 

4. Je

ż

eli  wskazówka  któregokolwiek  watomierza  odchyla  si

ę

  w  lewo,  dokona

ć

po  otwarciu  wył

ą

cznika W,  stosownego  przeł

ą

czenia  jego  obwodu  napi

ę

ciowego według wskaza

ń

 rysunku 1.  

5. Nast

ę

pnie nale

ż

y wykona

ć

 
 

a) zanotowa

ć

 wskazania watomierzy (w działkach) 

 

P’

1

 = ...................dz 

P’

2

 = ...................dz 

 
 

b) obliczy

ć

 stał

ą

 podziałki c

p

 watomierza 

 

100

cos

n

n

n

p

I

U

c

ϕ

=

 = ...................W/dz 

gdzie: 

U

n

 - zakres napi

ę

ciowy watomierza 

I

n

 - zakres pr

ą

dowy watomierza 

cos

ϕ

n

 - znamionowy współczynnik mocy watomierza 

 
 

c) obliczy

ć

 wskazania watomierzy w watach 

 

P

1

 = c

P’

1

 = ..................W 

P

2

 = c

P’

2

 = ..................W 

 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

13

 

d) obliczy

ć

 moc biern

ą

 Q

0

  odbiornika w warach [var] 

 

(

)

Q

P

P

o

=

+

3

1

2

= .........var  

(suma algebraiczna) 

 
 

2.2.2. Odbiornik indukcyjny 

 
 

Jest  to  typowy  odbiornik  „konsumuj

ą

cy”  moc  biern

ą

.  Nale

ż

y  oczekiwa

ć

 

dodatniej sumy algebraicznej wskaza

ń

 watomierzy. 

 

Kolejno

ść

 czynno

ś

ci 

 

1. Poł

ą

czy

ć

  układ  według  schematu  z  rysunku  4,  wł

ą

czaj

ą

c  jako  odbiornik  trzy 

dławiki (L) skojarzone w gwiazd

ę

 

2. Zamkn

ą ć

 wył

ą

cznik W i dokona

ć

 wst

ę

pnego odczytu wskaza

ń

 przyrz

ą

dów 

3. Stwierdzi

ć

 na podstawie wskaza

ń

 amperomierzy, czy nie s

ą

 przeci

ą ż

one cewki 

pr

ą

dowe watomierzy 

4. Je

ż

eli  wskazówka  któregokolwiek  watomierza  odchyla  si

ę

  w  lewo,  dokona

ć

po  otwarciu  wył

ą

cznika W,  stosownego  przeł

ą

czenia  jego  obwodu  napi

ę

ciowego według wskaza

ń

 rysunku 1.  

5. Nast

ę

pnie nale

ż

y wykona

ć

 

a) zanotowa

ć

 wskazania watomierzy (w działkach) 

P’

1

 = ...................dz 

P’

2

 = ...................dz 

 
 

b) obliczy

ć

 stał

ą

 podziałki 

c

p

 watomierza 

100

cos

n

n

n

p

I

U

c

ϕ

=

 = ...................W/dz 

gdzie:  

      U

n

 - zakres napi

ę

ciowy watomierza 

I

n

 - zakres pr

ą

dowy watomierza 

cos

ϕ

n

 - znamionowy współczynnik mocy watomierza 

 
 

c) obliczy

ć

 wskazania watomierzy w watach 

 

P

1

 = c

P’

1

 = ..................W 

P

2

 = c

P’

2

 = ..................W 

 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

14

 

 

d) obliczy

ć

 moc biern

ą

 Q

0

  odbiornika w warach [var] 

 

(

)

Q

P

P

o

=

+

3

1

2

= .........var 

(suma algebraiczna) 

 
 
 

2.2.3. Odbiornik pojemno

ś

ciowy 

 
 

Odbiornik  o  tym  charakterze  jest  tak

ż

e  typowym  „konsumentem”  mocy 

biernej, tyle 

ż

e ujemnej. Nale

ż

y oczekiwa

ć

 ujemnych wskaza

ń

 watomierzy. 

 

Kolejno

ść

 czynno

ś

ci 

 

1. Poł

ą

czy

ć

  układ  według  schematu  z  rysunku  4,  wł

ą

czaj

ą

c  jako  odbiornik  trzy 

kondensatory (C) 

2. Zamkn

ą ć

 wył

ą

cznik W i dokona

ć

 wst

ę

pnego odczytu wskaza

ń

 przyrz

ą

dów 

3. Stwierdzi

ć

 na podstawie wskaza

ń

 amperomierzy, czy nie s

ą

 przeci

ą ż

one cewki 

pr

ą

dowe watomierzy 

4. Je

ż

eli  wskazówka  któregokolwiek  watomierza  odchyla  si

ę

  w  lewo,  dokona

ć

po  otwarciu  wył

ą

cznika W,  stosownego  przeł

ą

czenia  jego  obwodu  napi

ę

ciowego według wskaza

ń

 rysunku 1.  

5. Nast

ę

pnie nale

ż

y wykona

ć

 
 

a) zanotowa

ć

 wskazania watomierzy (w działkach) 

 

P’

1

 = ...................dz 

P’

2

 = ...................dz 

 
 

b) obliczy

ć

 stał

ą

 podziałki 

c

p

 watomierza 

 

100

cos

n

n

n

p

I

U

c

ϕ

=

 = ...................W/dz 

gdzie:  

      U

n

 - zakres napi

ę

ciowy watomierza 

I

n

 - zakres pr

ą

dowy watomierza 

cos

ϕ

n

 - znamionowy współczynnik mocy watomierza 

 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

15

 
 

c) obliczy

ć

 wskazania watomierzy w watach 

 

P

1

 = c

P’

1

 = ..................W 

P

2

 = c

P’

2

 = ..................W 

 

 

d) obliczy

ć

 moc biern

ą

 Q

0

  odbiornika w warach [var] 

 

(

)

Q

P

P

o

=

+

3

1

2

= .........var  

(suma algebraiczna) 

 
 
 

Zestawienie wyników pomiaru mocy biernej 

 

 

W  Tablicy  2  nale

ż

y  zestawi

ć

  wyniki  pomiarów  mocy  biernej  dla 

poszczególnych rodzajów odbiorników. 
 
 

Tablica 2 

Q

O

 

Charakter odbiornika 

var 

Odbiornik rezystancyjny 

 

Odbiornik indukcyjny 

 

Odbiornik pojemno

ś

ciowy 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr10  Pomiar mocy czynnej i biernej ... 

16

 
 
 

3. Pytania i zadania kontrolne 

 
1.  Podaj wzór na moc czynn

ą

 pobieran

ą

 przez symetryczny odbiornik trójfazowy 

zasilany symetrycznym napi

ę

ciem trójfazowym. 

2.  Podaj wzór na moc biern

ą

 „pobieran

ą

” przez symetryczny odbiornik trójfazo- 

wy zasilany symetrycznym napi

ę

ciem trójfazowym. 

3.  W jakich jednostkach mierzona jest moc czynna (napisz symbol literowy jed- 

nostki) oraz moc bierna (napisz symbol literowy jednostki). 

4.  Narysuj trzy mo

ż

liwe warianty układu Arona 

5.  Na czym polega uniwersalno

ś ć

 układu Arona? 

6.  Wymie

ń

 przypadek, w którym układ Arona nie mierzy poprawnie mocy 

7.  Jak  oblicza  si

ę

  moc  czynn

ą

  odbiornika  na  podstawie  wskaza

ń

  watomierzy 

układu Arona 

8.  W  jaki  sposób  przywraca  si

ę

  prawidłowy  kierunek  odchylenia  wskazówki 

watomierza (rysunek)? 

9.  Jaki warunek musz

ą

 spełnia

ć

 napi

ę

cia zasilaj

ą

ce, by mo

ż

liwy był pomiar mocy 

biernej przy pomocy watomierzy? 

10. Narysuj schemat układu do pomiaru mocy biernej dwoma watomierzami 
 
 

4. Literatura 

 
1. Lebson S.  Podstawy miernictwa  elektrycznego, WNT, Warszawa 1970 
2. Chwaleba A. i inni  Metrologia elektryczna, WNT, Warszawa 1994