Laboratorium Metrologii |
|||||||
Nazwisko i Imię: Hanaj Daniel
|
Grupa: Edi. 5.1 |
||||||
Data wykonania ćwiczenia 14.10.1999 |
Ćwiczenie nr: 11 |
Temat Zadania: Pomiar mocy prądu jednofazowego |
|||||
ZALICZENIE |
Ocena |
Data |
Podpis
|
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia było poznanie własności metody pomiaru mocy czynnej, biernej i pozornej za pomocą woltomierza, amperomierza i watomierza elektrodynamicznego, a także wpływu poboru mocy przez przyrządy pomiarowe na dokładność pomiaru.
Spis przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu.
1. Woltomierz elektromagnetyczny kl. 0.5 PL-P3-254-E6
zakres 300V RV = 13.33 kΩ IV=22.5mA
2. Amperomierz elektromagnetyczny kl. 0.5 PL-P3-113-E6
zakres 5A RA = 55 mΩ
XA = 2π*50Hz*27μH = 8.5 mΩ
3. Watomierz ferrodynamiczny kl. 0.5 PL -P3 - 245 -E6
zakres cewki prądowej 5A
zakres cewki napięciowej 200V
RWN = 150 mΩ/V *200V = 30kΩ
reaktancja XWP = 2π*50Hz*63μH = 19.8 mΩ
rezystancja dla zakresu 5A RWP = 48 mΩ
Jako odbiornika użyto kombinacji równoległego połączenia elementów RLC. Jako R zastosowano dwie równolegle połączone żarówki o mocy 100W każda; L - silnik indukcyjny o mocy znamionowej 600VA i napięciu znamionowym 220V; C - bateria równolegle połączonych kondensatorów (3*3,7μF + 6,8μF).
Wykonanie ćwiczenia.
Pomiar i zadanym prądzie.
|
Pomiar techniczny |
Wyniki z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki |
Uchyb |
|
|||||||||||
Odbiornik |
U |
IA |
PW=P0' |
S0' |
Q0' |
P0 |
S0 |
Q0 |
δp |
cosϕ0' |
|||||
|
V |
A |
W |
VA |
VAr |
W |
VA |
VAr |
% |
- |
|||||
R |
220 |
1.30 |
285.0 |
286 |
23.89 |
284,82 |
285.78 |
264.15 |
0.631 |
0.996 |
|||||
RL |
220 |
2.75 |
330.0 |
605 |
507.07 |
329.22 |
604.39 |
506.86 |
0.237 |
0.545 |
|||||
RC |
220 |
1.80 |
285.0 |
396 |
274.93 |
284.66 |
395.12 |
274.02 |
0.119 |
0.719 |
|||||
RLC |
220 |
1.75 |
327.5 |
385 |
203.21 |
326.68 |
383,84 |
201,54 |
0.251 |
0.849 |
S0' = IA ∗UV
Q0' =
cosϕ0' = PW / S0'
P0 = P0' - IA2( RA+ RWP)
Q0 =
S0 =
δP'= ((Po'- P0)/P0)*100 %
2.Pomiar mocy przy zadanym napięciu
|
Pomiar techniczny |
Wyniki z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki |
Uchyb |
||||||||||||
Odbiornik |
U |
IA |
PW=P0' |
S0' |
Q0' |
P0 |
S0 |
Q0 |
δp |
cosϕ0' |
|||||
|
V |
A |
W |
VA |
VAr |
W |
VA |
VAr |
% |
- |
|||||
R |
220 |
1.75 |
280 |
385 |
264.24 |
274 |
380.65 |
264,15 |
1.9 |
0.72 |
|||||
RL |
220 |
2.75 |
320 |
605 |
513.44 |
314,76 |
602.24 |
511.3 |
1.7 |
0.52 |
|||||
RC |
220 |
1.95 |
280 |
429 |
325.02 |
274.76 |
425.59 |
323,95 |
1.9 |
0.65 |
|||||
RLC |
220 |
1.75 |
325 |
385 |
206.39 |
319.76 |
380.59 |
206.39 |
1.6 |
0.84 |
S0' = IA∗UV
Q0' =
cosϕ0' = PW / S0'
P0 = P0' - UV2(1/RV + 1/ RWN)
S0 =
δP'= ((Po'- P0)/P0)*100 %
Q0 =
3. Wyznaczanie mocy przy zadanym prądzie metodą półpośrednią
Odbiornik |
UV |
IA |
I0 |
Pw |
P0' |
PA |
Pwp |
Ppi |
P0 |
δ″P |
|
V |
A |
A |
W |
W |
W |
W |
W |
W |
% |
R |
230 |
2.4 |
4.8 |
550 |
1100 |
0.31 |
0.28 |
2.304 |
1097.11 |
0.263 |
I0 = IA∗ϑizn = 2.4A∗2 = 4.8 A
P0' = Pw ∗ϑizn = 550W∗2 = 1100 W
PA = RA∗IA2 = 0,055Ω∗ (2.4A)2 = 0.31 W
Pwp = Rwp*IA2 = 0,048Ω∗ (2.4A)2 = 0.28 W
Ppi = Ppizn∗
P0 = Pw ∗ϑizn - (PA + Pwp + Ppi) = 550W∗2 - (0.31W + 0,28W + 2.304W) = 1097.11 W
δ″P =
4. 3. Wyznaczanie mocy przy zadanym napięciu metodą półpośrednią
Odbiornik |
UV |
U0 |
IA |
I0 |
Pw |
P0' |
S0' |
Q0' |
cosϕ0' |
P0 |
δ″P |
|
V |
V |
A |
A |
W |
W |
VA |
VAr |
- |
W |
% |
R |
92 |
230 |
2.45 |
4.9 |
217.5 |
1087.5 |
1127 |
295.76 |
0.965 |
1845.29 |
0.585 |
U0 = UV∗ϑuzn = 92V∗2.5 = 230 V
I0 = IA∗ϑizn = 2.45A∗2 = 4.9 A
P0' = Pw ∗ϑuzn∗ϑizn = 217.5W∗2.5∗2 = 1087.5 W
S0' = UV∗IA∗ϑuzn∗ϑizn = 92V∗2.45A∗2.5∗2 = 1127 VA
Q0' =
cosϕ0' =
P0 = Pw ∗ϑuzn∗ϑizn - UV2*217.5W∗2.5∗2 - (92V)2∗
δ″P =
Wnioski:
Przy bezpośrednim włączeniu mierników wyniki obliczeń wykazują, iż uchyb pomiaru mocy spowodowany nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki jest znacznie większy przy poprawnie mierzonym napięciu niż przy poprawnie mierzonym prądzie. Wynika stąd wniosek, że badany odbiornik posiadał dużą impedancję. Dlatego też poprawnie zastosowanym układem jest układ z punktu 1. Wartości mocy przybliżone i dokładne niewiele różnią się od siebie. Można zatem przyjąć, że wskazanie watomierza jest dokładne przy dużych mocach (np. takich jak w ćwiczeniu).
Przy półpośrednim włączeniu mierników zastosowanie przekładnika prądowego umożliwiło nam pomiar wartości prądu przekraczającej zakres zastosowanych mierników. Zwiększył się również błąd pomiaru mocy .
Przy pośrednim włączeniu mierników zastosowanie przekładnika napięciowego pozwoliło na pomiar mocy przy większej wartości napięcia zasilającego. Zaletą tego układu było zmniejszenie błędu.
Odb.
∼
Wł
Tr
A
W
V
A
V
W
obc
TR
M
m
N
n
L
l
ll
V
K
k
k
W
A
TR
obc