PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu
Laboratorium Metrologii
Ćwiczenie nr 6
Temat: Pomiar strat mocy w cewkach o rdzeniach ferromagnetycznych Rok akademicki:
Wykonawca:
Data
Wykonania
Oddania
2010/2011
Mateusz Krajewski
ćwiczenia
sprawozdania
Studia dzienne
22-03-2011
29-03-2011
Dzienne
Ocena:
Nr grupy:
I/4
Uwagi:
Wiadomości teoretyczne: Do
o po
p m
o ia
i r
a u
u str
t at
a
t moc
o y
y w cew
e k
w ac
a h
h o
o rdze
z n
e ia
i c
a h
h fer
e rom
o ag
a n
g e
n t
e yc
y zn
z yc
y h
h wyk
y or
o zys
y tu
t j
u em
e y
y od
o b
d io
i r
o nik
i o
o
mał
a ym
y ws
w pó
p łc
ł zyn
y n
n ik
i u
u moc
o y
y cos
o ϕ.
. Po
P m
o ia
i r
a po
p le
l ga
a na
n kom
o pe
p n
e s
n ac
a ji
i sk
s ła
ł d
a owe
w j
e bie
i r
e ne
n j
e pr
p ądu.
Kompensujemy składową ind n u
d k
u cyj
y ną za pomocą składowej pojemnościo i we
w j
e ,
, wł
w ą
ł cza
z j
a ąc równolegle do
za
z c
a is
i ków
ó
w cewk
w i
i kon
o d
n e
d n
e s
n at
a or
o o
o na
n s
a tawialnej wartości pojemności C. Przed włąc ą ze
z n
e i
n em
e kon
o d
n e
d n
e s
n at
a o
t r
o a
prąd
d I ma
a dwi
w e
i skła
ł d
a o
d we
w :
e in
i du
d k
u cyj
y ną IL i rezystancyjną IR. Po włącze z ni
n u
u kon
o d
n e
d n
e s
n at
a or
o a
a skła
ł d
a o
d wą
indukcyjną prądu IL kom o pe
p n
e s
n uj
u em
e y
y skła
ł d
a o
d wą pojemnościową IC.
. W chw
h i
w lil
i kom
o pe
p n
e s
n ac
a ji
i IC=IL (
rezonans prądo
d wy)
y za
z c
a ho
h dzi
z
i r
ówno
n ść I=IR.
Sc
S h
c em
e at
a u
kł
k a
ł d
a u p
omiar
a o
r weg
e o :
Wyz
y nac
a z
c en
e ie
e p
ara
r m
a et
e ró
r w o
bwodu:
u
Lp.
U
I
R
Z
L
C
V
A
Ω
Ω
H
µF
110
0,256
20
430
1,
1 3
, 7
3
7,39
Rdzeń z przerwa powietrzną Lp.
C
I
Uwagi
µF
A
1
0
0,256
2
1
0,256
3
2
0,189
4
3
0,189
5
U=
= 1
10
1
0 V
4
0,122
6
C
5
0,122
r=7
= ,
7 39
3
9 µ
F
7
6
0,057
8
7
0,056
9
8
0,049
10
9
0,049
11
10
0,108
12
11
0,119
13
12
0,120
2
Rdzeń z przerwą wykonaną z blachy Lp.
C
I
Uwagi
µF
A
1
0
0,3121
2
1
0,312
3
2
0,247
4
3
0,247
U= 110 V
5
4
0,184
C
6
5
0,184
r=7,39 µF
7
6
0,133
8
7
0,132
9
8
0,105
10
9
0,105
11
10
0,116
12
11
0,125
13
12
0,135
14
13
0,140
Rdzeń z przerwa powietrzną Lp.
P
δ
CU
δPCU
Pfe
Pfe
P
δP
uwagi
W
%
W
%
W
%
1
1,31
0,06
28,1
0,04
29,41
0,04
2
1,31
0,06
28,1
0,04
29,41
0,04
3
0,71
0,06
20,73
0,04
21,44
0,04
4
0,71
0,06
20,73
0,04
21,44
0,04
5
0,3
0,06
13,36
0,04
13,66
0,04
6
0,3
0,06
13,36
0,04
13,66
0,04
7
0,06
0,06
6,21
0,04
6,27
0,04
8
0,06
0,06
6,21
0,04
6,27
0,04
9
0,05
0,06
5,33
0,04
5,38
0,04
10
0,05
0,06
5,33
0,04
5,38
0,04
11
0,23
0,06
11,82
0,04
12,05
0,04
12
0,28
0,06
13,03
0,04
13,31
0,04
13
0,29
0,06
13,03
0,04
13,32
0,04
Rdzeń z przerwą wykonaną z blachy Lp.
P
δ
CU
δPCU
Pfe
Pfe
P
δP
uwagi
W
%
W
%
W
%
1
1,95
0,06
32,37
0,043
34,32
0,04
2
1,95
0,06
32,37
0,043
34,32
0,04
3
1,22
0,06
25,95
0,042
27,17
0,04
4
1,22
0,06
25,95
0,042
27,17
0,04
5
0,68
0,06
19,56
0,042
20,24
0,04
6
0,68
0,06
19,56
0,042
20,24
0,04
7
0,35
0,06
14,28
0,041
14,63
0,04
8
0,35
0,06
14,28
0,041
14,63
0,04
9
0,22
0,06
11,33
0,041
11,55
0,04
10
0,22
0,06
11,33
0,041
11,55
0,04
11
0,27
0,06
12,49
0,041
12,76
0,04
12
0,31
0,06
13,44
0,041
13,75
0,04
13
0,36
0,06
14,49
0,042
14,85
0,04
14
0,39
0,06
15,01
0,042
15,40
0,04
3
Obliczenia:
Z= U/I
Z= 110/0,256=430 Ω
L= √(Z2-R2)/ω2
L=√(4302-202)/3142=1,37 H
Cr=L/ R2+ ω2L2
Cr= 1,37/202+ 31421,372=7,39 µF
PCU=I2R
PCU=1,31 W
PCU=0,7 W
PCU=0,3 W
PCU=0,06 W
PCU=0,05 W
PCU=0,23 W
PCU=0,28 W
PCU=0,29 W
PCU=1,95 W
PCU=1,22 W
PCU=0,68 W
PCU=0,35 W
PCU=0,22 W
PCU=0,27 W
PCU=0,31 W
PCU=0,36 W
PCU=0,39 W
δPCU=2*δI+δR
δI=0,02 %
δR=0,02%
δPCU=2*0,02+0,02= 0,06 %
P
-
FE= U*I2 PCU
PFE=28,1
PFE=20,73 W
PFE=13,36 W
PFE=6,21 W
PFE=5,33 W
PFE=11,82 W
PFE=13,03 W
PFE=32,37 W
PFE=19,56 W
PFE=14,28 W
PFE=11,33 W
PFE=12,49 W
PFE=13,44 W
PFE=14,49 W
PFE=15,01 W
δPfe= (U*I(δU+δI)+ PCU* δPCU)/ PFE
δPfe=0,043 %
δPfe=0,042%
δPfe=0,041%
δPfe=0,042%
δPfe=0,04%
P= PCU+ PFE
P=29,41 W
P=21,44 W
P=13,66 W
P=6,27 W
P=5,38 W
4
P=13,31 W
P=13,32 W
P= 34,32 W
P=27,17 W
P=20,24 W
P=14,63 W
P=11,55 W
P=12,76 W
P=13,75 W
P=14,85 W
P=15,40 W
δP= δU*δI
δP= 0,02+0,02=0,04 %
Wnioski:
Celem naszego ćwiczenia był pomiar strat mocy w jednofazowej cewce z rdzeniem ferromagnetycznym za pomocą metody kompensacji składowej biernej. W pierwszej fazie pomiarów szukaliśmy wartości pojemności kondensatora C, takiej która skompensuje składową bierną prądu, a jednocześnie zmniejszy straty mocy cewki. Wyznaczoną za pomoca wzoru Cr=L/( R2+ ω2L2). Do zastosowania wzoru konieczna buła znajomość rezystancji cewki zmierzonej omomierzem. Na podstawie wzorow obliczona została impedancja Z, pojemność C, i indukcyjność L. Po wykonaniu pomiarów można wyznaczyć charakterystykę I = f (C) na której będzie widoczna wartość Cr.
5