POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Laboratorium metrologii elektrycznej i elektronicznej.

Zespół nr 1 Data wykonania:

Czuryłowski Krzysztof

Gajda Wojciech 99-11-18

Kamiński Jarosław

Ćwiczenie nr 11.

Temat ćwiczenia:

Pomiar mocy prądu jednofazowego.

Ocena:

Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest poznanie własności metody pomiaru mocy czynnej biernej i pozornej za pomocą woltomierza, amperomierza, watomierza elektrodynamicznego oraz poznanie :

1. charakterystycznych układów połączeń stosowanych przy pomiarze mocy

2. wpływ poboru mocy przez przyrządy pomiarowe na dokładność pomiaru

3. stosowanie przekładników przy pomiarze mocy

4. wpływ uchybów na dokładność pomiaru mocy czynnej watomierzem elektrodynamicznym

1.Pomiar mocy przy zadanym prądzie

Pomiar techniczny					Wyniki z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki			Uchyb
Odbiornik	IA	PW=P0'	S0'	Q0'	P0	S0	Q0	δp	cosϕ0'
	A	W	VA	VAr	W	VA	VAr	%	-
R	1	150	150	0	149.89	149.89	-0.028	0.068	1
RL	1.95	175	292.5	234.37	174.6	292.17	234.26	0.22	0.59
RC	1.45	160	217.5	147.33	159.78	217.30	147.27	0.13	0.73
RLC	1.35	175	202.5	101.88	174.81	202.31	101.83	0.11	0.86

U_V =150V

WZORY:

S₀' = I_A* U_V = 1.95*220 = 292.5 VA

Q₀' =

cosϕ₀' = P_W / S₀' = 175/234.37 =0.59

P₀ = P₀' - I_A²( R_A+ R_WP) = 175 - 1.95­­² * (0.055+0.048) =174.6

Q₀ =

S₀ =

δ_P'= ((P_o'- P₀)/P₀)*100 % =((175 - 174.5)/174.5)*100% = 0.22

2.Pomiar mocy przy zadanym napięciu

Pomiar techniczny					Wyniki z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki			Uchyb
Odbiornik	IA	PW=P0'	S0'	Q0'	P0	S0	Q0	δp	cosϕ0'
	A	W	VA	VAr	W	VA	VAr	%	-
R	1.1	160	165	40.31	157.51	162.59	40,31	1.57	0.96
RL	2	180	300	240	177.51	298.51	240	1.39	0.6
RC	1.5	160	225	158.19	157.51	223.24	158.19	1.57	0.71
RLC	1.4	180	210	108.16	177.51	207.87	108.16	1.39	0.85

U_V = 150V

WZORY:

S₀' = I_A* U_V = 1.1 * 150 = 165 VA

Q₀' =
VAr

cosϕ₀' = P_W / S₀' 160/165 = 0.95

P₀ = P₀' - U_V²(1/R_V + 1/ R_WN) = 160 -150 ² * (1/13333+1/30000) = 157.51 W

S₀ =

δ_P'= ((P_o'- P₀)/P₀)*100 % ((160 - 157.51)/157.51)*100% = 1.57

3. Wyznaczanie mocy przy zadanym prądzie metodą pół-pośrednią

Odbiornik	UV	IA	I0	Pw	P0'	PA	Pwp	Ppi	P0	δ″P
	V	A	A	W	W	W	W	W	W	%
R	220	4.5	9	980	1960	1.11	0.97	4.19	1953.72	0.32
RL	220	4.7	9.4	980	1960	1.21	1.06	4.11	1953.60	0.32
RC	220	4.6	9.2	995	1990	1.16	1.01	4.15	1983.66	0.31
RLC	220	4.6	9.2	990	1980	1.16	1.01	4.15	1973.66	0.32

WZORY:

I₀ = I_A*ϑ_izn = 4.5 * 2 = 9 A

P₀' = P_w *ϑ_izn = 980 * 2 = 1960 W

P_A = R_A*I_A² = 0.055 * 4.5² = 1.11 W

P_wp = R_wp*I_A² = 0.048 * 4.5² = 0.97 W

P_pi = P_pizn*
= 5 -
W

P₀ = P_w * ϑ_izn - (P_A + P_wp + P_pi) = 980 * 2 - (1.11 + 0.97 + 4.19) 1953.72 W

δ″P =

4. Pomiar mocy przy pośrednim włączeniu mierników i zadanej wartości napięcia.

Odbiornik	UV	U0	IA	I0	Pw	P0'	S0'	Q0'	cosϕ0'	P0	δ″P
	V	V	A	A	W	W	VA	VAr	-	W	%
R	90	225	4.6	9.2	380	1900	2070	821.52	0.91	1895.07	0.26
RL	90	225	4.9	9.8	380	1900	2205	1118.93	0.86	1895.07	0.26
RC	90	225	4.7	9.4	390	1950	2115	818.97	0.92	1945.07	0.25
RLC	90	225	4.75	9.5	385	1925	2137.5	929.12	0.90	1920.07	0.25

U₀ = U_V*ϑ_uzn = 90 * 2.5 = 225 V

I₀ = I_A*ϑ_izn = 4.6 * 2 = 9.2 A

P₀' = P_w * ϑ_uzn* ϑ_izn =380 * 2.5 * 2 = 1900 W

S₀' = U_V*I_A*ϑ_uzn*ϑ_izn 90 * 4.6 * 2.5 * 2 = 2070 VA

Q₀' =
VAr

cosϕ₀' =
=

P₀=P_w*ϑ_uzn*ϑ_izn-U_V²*
1895.07 W

δ″P =

Wnioski:

Analizując dwa pierwsze punkty ćwiczenia, można stwierdzić, że pomiar mocy metodą poprawnie mierzonego prądu jest korzystniejszy niż metoda poprawnie mierzonego napięcia gdyż jest obarczona mniejszym błędem (uchyb pomiaru mocy jest mniejszy). Jeśli chodzi o pobór mocy P_0­ to największą moc pobiera odbiornik, który posiada element indukcyjny (RL i RLC).

W punktach 3 i 4 ćwiczenia, gdzie mieliśmy do czynienia z pośrednim włączeniem mierników, uzyskaliśmy możliwość pomiaru wartości prądu przekraczającej zakres zastosowanych . Przy pośrednim włączeniu mierników zastosowanie przekładnika napięciowego pozwoliło na pomiar mocy przy większej wartości napięcia zasilającego. Fakt zastosowania przyrządów o małych dopuszczalnych zakresach pomiarowych pociąga za sobą zmniejszenie błędów pomiarowych.

A

V

W

obc

TR

A

V

W

obc

TR

V

obc

TR

A

W

K

k

L

l

V

obc

TR

A

W

K

k

k

L

l

ll

N

n

---