INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH

WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT

Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych

Laboratorium Miernictwa Elektronicznego 1

Ćwiczenie 5

Temat: METODY POMIARU MOCY

Data wykonania ćwiczenia:

Grupa:

..................................................................

Zespół w składzie:

Data oddania sprawozdania:

..................................................................

1.

Ocena:

2.

..................................................................

Prowadzący ćwiczenie:

3.

..................................................................

Uwagi prowadzącego ćwiczenie:

Wykaz przyrządów znajdujących się na stanowiskach

Lp.

Nazwa przyrządu

Typ

Producent

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

1. ZASTOSOWANIE MIERNIKA MOCY TYP HM8115 – 2

Widok płyty czołowej

Wyświetlacz cyfrowy

INPUT OUTPUT

Wybór

Wybór

Wybór

zakresu

zakresu

funkcji

prądowego

napięciowego

1.1. Pomiary mocy w obwodach prądu stałego.

1.1.1. Układ pomiarowy

Gniazda

pomiarowe

+

+

Zasilacz

napięcia

UZ

INPUT OUTPUT

Robc.

stałego

−

−

1.1.2. Pomiary:

UZ = 6V

Robc.

Ω

50

100

200

500

1000

2000

I

A

U

V

P

W

1.2. Pomiary mocy w obwodach prądu przemiennego.

1.2.1. Układ pomiarowy

Gniazda

pomiarowe

+

+

Generator

UZ

INPUT OUTPUT

Zobc.

pomiarowy

−

−

Przygotowanie przyrządów do pomiarów

Generator pomiarowy:

- wyjście mocy,

- napięcie wyjściowe generatora; Ugen. ≈ (20 ÷ 40) Vp-p,

- częstotliwość: zgodnie z tabelą.

2

1.2.2. Pomiary

f

U

I

P

Q

S

cosϕ

Hz

V

A

mW

Var

VA

-

50

100

200

1 c.bo 400

Z

600

800

1000

50

100

200

2 c.bo 400

Z

600

800

1000

Narysować wykresy: P = f(f), Q. = f(f) ), S = f(f) oraz cosϕ. = f(f) 3

2. ZASTOSOWANIE WIELOFUNKCYJNEGO MIERNIKA MOCY TYP DW6090

WATT

Ekran

(Wyświetlacz graficzny LCD)

Jednoczesny odczyt czterech

8

V/Ω

parametrów (P, U, I, cosϕ lub f)

7

COM

6

1 2 3 4 5

10 A

Oznaczenia:

1 - wyłącznik zasilania POWER,

Gniazda

2 - przycisk zakresów AC V/A/WATT,

wejściowe

3 - przycisk zakresów DC V/A,

4 - przycisk zakresu rezystancji,

5 - przełącznik sprzężenia prądowego CURRENT IN,

6 - przełącznik funkcji WATT/VA/Whr (W/VA/W⋅h)

7 - przycisk zerowania zakresu pomiaru mocy WATT ZERO, 8- przycisk zakresów cosϕ (PF)/Hz,

WATT – wejście pomiaru mocy,

V/Ω – wejście pomiarowe napięciowe,

COM – wejście pomiarowe wspólne,

10 A – wejście pomiarowe prądowe.

UWAGA:

- Przed podłączeniem przyrządu do źródła sygnału ustawić za pomocą przycisków żądaną funkcję i zakres pomiarowy.

- Podłączyć przewody pomiarowe do gniazd miernika przed podłączeniem źródła sygnału.

- Przed zmianą zakresu lub funkcji pomiarowej zawsze odłączać oba przewody pomiarowe od badanego obwodu.

2.1. Zastosowanie wielofunkcyjnego miernika mocy do pomiaru mocy żarówki przy różnych częstotliwościach.

Przygotowanie przyrządu do pomiarów

1) Przyciskiem [1] włączyć zasilanie przyrządu – pozycja „ON”.

2) Naciskając przycisk [2] włączyć pomiar mocy (V/A/Watt).

3) Przełącznikiem [5] ustawić bezpośrednie sprzężenie prądowe (DIRECT).

4) Nie podłączać do miernika żadnych przewodów – sprawdzić odczyt na wyświetlaczu.

Jeżeli wartość mocy będzie różna od zera, nacisnąć jeden raz przycisk [7] – zerowanie zakresu.

Na wyświetlaczu powinna ukazać się wartość „0 W”.

5) Wyłączyć zasilanie badanego obwodu (żarówki).

6) Podłączyć przewody pomiarowe do gniazd wejściowych miernika zgodnie z p. 2.1.1.

4

2.1.1. Układ pomiarowy

WATT

V/Ω

Źródło zasilania

Obciążenie

Wyjście

(generator

(żarówka)

mocy

pomiarowy

COM

m.cz.)

10 A

2.1.2. Pomiary

Włączyć zasilanie badanego obwodu (żarówki).

Na ekranie wyświetlane są jednocześnie wartości: mocy czynnej w [W], napięcia w [V], prądu w [A]

i współczynnika mocy (cosϕ).

Pomiary wykonać dla częstotliwości i napięć zasilających podanych w tabeli.

Wyniki pomiarów i obliczeń zanotować w tabeli.

f

Hz

40

50

60

80

100

150

200

250

300

400

P

W

U

V

V0 5

I

A

=U cosϕ −

Poblicz.

W

P

W

U

V

V0 6

I

A

=U cosϕ −

Poblicz.

W

P

W

U

V

V0 7

I

A

=U cosϕ −

Poblicz.

W

5

Oznaczenia:

P, U, I, cosϕ − wartości mocy czynnej, napięcia, prądu oraz współczynnika mocy odczytane z miernika.

Poblicz. = U I cosϕ − wartość mocy czynnej obliczona.

Narysować wykresy: P = f(f), Poblicz. = f(f) oraz cosϕ. = f(f) 6

2.2. Zastosowanie wielofunkcyjnego miernika mocy do pomiaru mocy żarówki przy częstotliwości 50 Hz.

Przygotowanie watomierza jak w p. 3.1.

Połączyć układ pomiarowy zgodnie z p. 3.2.1. oraz z zaleceniami prowadzącego ćwiczenie.

2.2.1. Układ pomiarowy

WATT

Przewody

zasilające

V/Ω

Obciążenie

Źródło zasilania

(żarówka)

(autotransformator)

COM

10 A

2.2.2. Pomiary

Na ekranie wyświetlane są jednocześnie wartości: mocy czynnej w [W], napięcia w [V], prądu w [A]

i współczynnika mocy (cosϕ).

Nacisnąć przycisk (8), na ekranie wyświetli się wartość częstotliwości w [Hz].

Ponowne naciśnięcie przycisku (8) spowoduje powrót do wyświetlenia cosϕ.

Wyniki pomiarów i obliczeń zanotować w tabeli.

UZ

V

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

P

W

U

V

I

A

cosϕ

−

f

Hz

S

VA

Oznaczenia:

UZ – wartość napięcia zasilającego ustawiona na autotransformatorze P, U, I, cosϕ , f − wartości mocy czynnej, napięcia, prądu , współczynnika mocy oraz częstotliwości odczytane z miernika,

S = UI – obliczona wartość mocy pozornej.

Narysować wykresy: P = f(UZ), S. = f(UZ) oraz cosϕ. = f(UZ) .

7

Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać:

1) Protokół pomiarowy z wypełnionymi tabelami.

2) Przykłady obliczeń do każdego punktu pomiarowego.

3) Wymagane wykresy (odpowiednio opisane).

4) Porównanie wyników pomiarów z danymi technicznymi.

5) Własne wnioski, spostrzeżenia i uwagi wynikające z przeprowadzonych pomiarów i obserwacji.

Przykładowe pytania kontrolne:

1) Pomiary mocy metodą techniczną z poprawnie mierzonym napięciem 2) Pomiary mocy metodą techniczną z poprawnie mierzonym prądem.

3) Pomiar mocy czynnej metodą trzech woltomierzy.

4) Pomiary mocy czynnej watomierzem elektrodynamicznym.

5) Wyjaśnić na czym polega pomiar mocy absorbowanej.

6) Wyjaśnić na czym polega pomiar mocy przepływowej.

Wykaz literatury do ćwiczenia

1) A.Chwaleba, M.Poniński, A.Siedlecki, „Metrologia elektryczna”, Wyd. 5, 6, 7, 8, 9 WNT, 1996r, 1998r, 2000r, 2003r, 2007r, 2010r.

8