Nr ćwicz. 1	Data:	Marcin Kermes Łukasz Jonkwisz Krzysztof Jungerman	BMIZ MiBM	Semestr III	Grupa: M2/2
Prowadzący: mgr inż. Damian Głuchy					Ocena:
Temat: Pomiar mocy i energii w układach jedno- i trójfazowych

1.Cel ćwiczenia

Poznanie metod pomiaru mocy i energii odbiorników jedno- i trójfazowych oraz metod poprawy współczynnika mocy.

2.Przebieg ćwiczenia

Należało połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym w skrypcie. Następnie podłączyć układ do sieci elektrycznej i zmierzyć wartości napięcia, natężenia, mocy czynnej oraz liczby obrotów tarczy licznika w przedziale czasu podanym przez prowadzącego. Pomiary wykonać kolejno dla obciążenia typu R, RC, RL.

3. Zagadnienia

Moc pozorna - (S, [VA]) wielkość fizyczna określana dla obwodów prądu przemiennego. Wyraża się ją jako iloczyn wartości skutecznych napięcia i natężenia prądu

Moc pozorna jest geometryczną sumą mocy czynnej i biernej prądu elektrycznego pobieranego przez odbiornik ze źródła

(w zadaniu moc czynną opisujemy literka A)

Moc czynna (A) w układach prądu przemiennego (również prądu zmiennego) jest to część mocy, którą odbiornik pobiera ze źródła i zamienia na pracę lub ciepło. Jednostką mocy czynnej jest wat.

(w zadaniu moc czynną opisujemy literka A)

Moc bierna indukcyjna występuje wyłącznie w obwodach prądu zmiennego. Przepływa miedzy źródłem a odbiornikiem i nie jest zamieniana na pracę. W przypadku przebiegów sinusoidalnie zmiennych moc bierna jest definiowana jako iloczyn wartości skutecznych napięcia i prądu, oraz sinusa kąta

Watomierz elektrodynamiczny - najczęściej spotykany typ miernika. Przeznaczony jest do pomiaru mocy w obwodach prądu stałego i przemiennego. Ma on dwie cewki: nieruchomą cewkę prądową, o małej rezystancji oraz ruchomą cewkę napięciową, o dużej rezystancji. Cewkę prądową włącza się do układu poprzez zaciski prądowe, szeregowo z obciążeniem. Cewkę napięciową - poprzez zaciski napięciowe, równolegle z obciążeniem. Odchylenie wskazówki miernika jest proporcjonalne do iloczynu prądu w cewce prądowej, napięcia na cewce napięciowej i cos φ

Licznik energii elektrycznej - całkujący przyrząd pomiarowy przeznaczony do pomiaru ilości przepływającej energii elektrycznej. Jego wskazanie jest podstawą do rozliczania się między dostawcą a odbiorcą energii. Jednostką miary energii elektrycznej czynnej w układzie SI jest J równy 1W* s (watosekunda), natomiast powszechnie używaną jednostką miary tej energii jest kilowatogodzina - kWh albo megawatogodzina - MWh.

W układach zasilania większej mocy dostawca i odbiorca rozliczają się również w zakresie energii biernej. Jednostką miary tej energii jest warogodzina.

4.Tabela z pomiarami

Rodzaj obciążenia	U[V]	I[A]	P[W]	t [s]	n[obr]
R	220	0,9	195	300	28
RC	220	3,1	200	300	31
RL	220	4	240	300	37

5.Tabela z wynikami

Przykładowe obliczenia:

S=U*I=220*0,9=198 A=P*t=195*0,0833=16,25 cosφ=P/S=195/198=0,98

C=A/n=( P*t)/n=(195*0,0833)/28=0,58

Wartości odczytane z licznika:

1kWh=1500obr C=0,66[(W*h)/obr] U=220[V] I=10[A] f=50[Hz]

Wartości wyznaczone na podstawie pomiarów

1kWh=1723obr (o 15% więcej niż podana na tabelce licznika wartość)

Rodzaj obciążenia	Moc pozorna S[V*A]	Moc bierna Q[var]	cosφ	Moc czynna A[W*h]	Stała licznika C[(W*h)/obr]
R	198	197,33	0,98	16,25	0,58
RC	682	681,80	0,29	16,66	0,54
RL	880	879,77	0,27	19,99	0,54

6.Wnioski

Z powyższych danych widzimy że w układzie z samym rezystorem moc pozorna oraz bierna posiada w przybliżeniu tą samą wartość, w układzie gdzie dodatkowo podłączyliśmy cewkę lub kondensator wielkość mocy pozornej i biernej jest kilkakrotnie większa niż moc odczytana na watomierzu. Patrząc na wyniki nie możemy jednak jednoznacznie określić która wartość charakteryzuję daną moc.

Kompensacja mocy biernej

Przepływ mocy biernej od źródła do odbiornika obciąża prądowo kable i linie co zmniejsza ich przepustowość, wywołuje dodatkowe spadki napięć i powoduje straty mocy czynnej.

Kompensacja mocy biernej polega na wytworzeniu potrzebnej mocy biernej w pobliżu odbiornika zamiast na przesyłaniu jej siecią elektroenergetyczną. Powoduje to zmniejszenie natężenia prądu w sieci, a co za tym idzie - zmniejszenie spadku napięcia i straty mocy w liniach przesyłowych. Ponadto wzrost współczynnika mocy pozytywnie wpływa na pracę innych odbiorników podłączonych do sieci. Dzięki zmniejszeniu natężenia prądu możliwe jest zmniejszenie przekroju przewodów linii, czyli w efekcie ekonomiczniejsze wykorzystanie materiału.

---