Łukasz Ozimek GR 33 POMIAR MOCY

a) Metoda pośrednia

Pomiaru mocy czynnej w obwodach prądu stałego i zmiennego można dokonać pośrednio - z pomiarów prądu płynącego przez odbiornik i napięcia na odbiorniku (typu R). Do pomiaru mocy w warunkach laboratoryjnych oraz do wzorcowania watomierzy innych typów wykorzystuje się watomierze elektroniczne. Do mniej dokładnych watomierzy elektronicznych (kl. 1,5 i większych) należą watomierze wykorzystujące układy diodowe oraz termoelementy pracujące jako kwadratory, w których mnożenie sygnałów proporcjonalnych do prądu i napięcia odbywa się poprzez odejmowanie podniesionych do kwadratu sum i różnic tych sygnałów.

Metoda bezpośrednia

Metoda bezpośrednia polega na zastosowaniu przyrządów do bezpośredniego pomiaru mocy - waromierzy i watomierzy, metoda pośrednia bazuje na pomiarach prądu i napięcia, natomiast metoda porównawcza jest typowa dla pomiarów w paśmie bardzo wielkich częstotliwości.

Bezpośredni pomiar mocy czynnej wymaga zastosowania przetworników realizujących funkcję mnożenia dwóch wielkości fizycznych: napięcia i prądu. Powszechne zastosowanie znalazły watomierze elektromechaniczne o ustroju elektro- i ferrodynamicznym Układ połączeń watomierza elektrodynamicznego przedstawiono na Rys. 1.

Układ waromierza typu elektromechanicznego

Zasada działania licznika elektromechanicznego polega na wykorzystaniu zarówno zjawiska wzajemnego oddziałowywania dwóch cewek wiodących prąd z których jedna jest ruchoma (licznik elektrodynamiczny prądu stałego), jak i zjawiska współdziałania dwóch strumieni magnetycznych z prądami wirowymi indukowanymi przez te strumienie w metalowej tarczy (licznik indukcyjny prądu przemiennego). W obydwu przypadkach energię wskazywaną przez licznik elektromechaniczny wyznacza się na podstawie wskazań mechanicznego liczydła, zliczającego obroty ruchomej tarczy wytwarzającej moment hamujący (licznik elektrodynamiczny) lub będącej jednocześnie organem ruchomym licznika (licznik indukcyjny

Pomiar metoda hallotronowa

Opiera się na zjawisku halla

Czujniki prądu z otwartą pętlą sprzężenia

Zjawisko to wykorzystuje się do bezstykowego pomiaru prądu. Jeden ze sposobów przedstawiony jest na powyższym rysunku. Prąd wywołuje strumień indukcji w rdzeniu, w którego szczelinie umieszczona jest płytka (spolaryzowana prądem ze źródła prądowego I_C). Napięcie Halla jest proporcjonalne do prądu pomiarowego

Czujniki prądu ze sprzężeniem zwrotnym

Podczas, gdy czujniki z otwartą petlą dawały nam napięcie V_H proporcjonalne do mierzonego prądu, czujniki z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego dają drugi prąd I_S proporcjonalny do V_H o takiej wartości, aby skompensować pole B - wytworzone przez prąd mierzony

Wnioski.

W wyniku przeprowadzonych pomiarów mocy prądu stałego w układzie z szeregowo włączonym amperomierzem zauważyliśmy, że pomiar był tym dokładniejszy im

 większa była rezystancja obciążenia (mniejszy stosunek Ra/Rx). Pomiary wykonane w układzie z równolegle włączonym woltomierzem pokazują, że im mniejsza

 rezystancja obciążenia tym dokładność pomiarów większa. Wynika z tego, że pomiaru mocy na odbiorniku o małej rezystancji korzystniejsze jest wykorzystanie do 

pomiarów układu z równolegle włączonym woltomierzem. Natomiast w sytuacji odwrotnej (duża rezystancja odbiornika) dokładniejszy pomiar uzyskamy z szeregowo włączonym amperomierzem.

Obserwując wyniki pomiarów mocy wyjściowej generatora stwierdzamy, że najlepszym przyrządem do tego pomiaru okazał się multimetr elektroniczny typu V640 z sondągdyż pozwalał on na dokonanie dokładnych pomiarów w dużym zakresie 

częstotliwości, podczas gdy multimetr cyfrowy typu 1331 oraz miernik mocy wyjściowej PWT-5B mają mniejszy zakres częstotliwości, dla której pracują dokładnie.
Do pomiarów małych natężeń prądów lepszym przyrządem od galwanometru 

magnetoelektrycznego okazał się woltomierz cyfrowy, gdyż pozwala on mierzyć mniejsze orady rzędu dziesiątych części nA.

---