1. Cel ćwiczenia: Poznanie sposobów mierzenia czynnej i biernej mocy przemiennego prądu elektrycznego w obwodach elektrycznych z grzejnikiem, transformatorem i silnikiem.

2. Schemat układu pomiarowego

Schemat układu pomiarowego przedstawiono poniżej. Podstawowym elementem

układu jest autotransformator zasilający At, pozwalający na płynne, ręczne nastawianie napięcia zasilającego. Zasilanie autotransformatora włącza wyłącznik Ws, a włączenie sygnalizuje lampka S.2.

1. Moc czynna i bierna grzejnika elektrycznego

Wyniki pomiarów

U [V]	I [A]	P [W]	S [VA]	Q [War]	cosᵠ
0	0	0	0	0	0
40	0,5	20	20	0	0,540302
60	0,75	40	45	20,61553	0,630275
80	1	70	80	38,72983	0,640997
100	1,25	120	125	35	0,57352
120	1,5	160	180	82,46211	0,630275
140	1,75	230	245	84,40972	0,590776
160	1,95	300	312	85,69714	0,572259
180	2,2	380	396	111,4271	0,573851
200	2,45	470	490	138,5641	0,574189

Wykres zależności I=f(U)

Wnioski: Grzejnik nie stanowi indukcyjnego obciążenia sieci, więc moc pozorna S posiada wartość zbliżoną do mocy czynnej P. Współczynnik mocy cosϕ ma wartość poniżej 1.

1. Moc czynna i bierna pobierane przez transformator obciążony żarówką.

Wyniki pomiarów

U [V]	I [A]	P [W]	S [VA]	Q [War]	cosᵠ
0	0	0	0	0	0
40	0,5	10	20	17,32051	0,877583
60	0,6	30	36	19,89975	0,672412
80	0,7	50	56	25,21904	0,627189
100	0,8	70	80	38,72983	0,640997
120	0,9	100	108	40,79216	0,601095
140	1	120	140	72,11103	0,6546
160	1,1	160	176	73,32121	0,614463
180	1,15	190	207	82,1523	0,60751
200	1,25	230	250	97,97959	0,60582

Wnioski: ze względu na to, iż transformator stanowi indukcyjne obciążenie sieci, wiec w tym przypadku moc pozorna S różni się nieznacznie od mocy czynnej P.

1. Moc czynna i bierna pobierane przez silnik elektryczny.

U [V]	I [A]	P [W]	S [VA]	Q [War]	cosᵠ
200	1,4	80	280	268,3282	0,959461
180	1,3	70	234	223,2846	0,955589
160	1,15	60	184	173,9425	0,947303
140	1	50	140	130,767	0,9369
120	0,85	40	102	93,82963	0,924087
100	0,8	40	80	69,28203	0,877583
80	0,8	40	64	49,95998	0,810963

Ze względu na fakt, iż silnik elektryczny stanowi indukcyjne obciążenie sieci, więc w tym przypadku moc pozorna S różni się znacznie od mocy czynnej P. Ponieważ silnik pracuje bez obciążenia, skutkiem będzie niewielka sprawność energetyczna tego silnika.

1. Przekładnia napięciowa i prądowa transformatora.

U	I	Iw	Uw
0	0	0	0
40	0,5	3,7	3,5
60	0,6	4,6	5,5
80	0,7	5,5	5,75
100	0,8	6,4	9,5
120	0,9	7,1	11,5
140	1	7,8	13,5
160	1,1	8,5	16
180	1,2	9,2	18
200	1,25	9,8	20

Napięciowa przekładnia transformatora:

$$n_{u} = \frac{U_{P}}{U_{w}} = \frac{200}{20} = 10$$

Prądowa przekładnia transformatora:

$$n_{i} = \frac{I_{p}}{I_{w}} = \frac{1,25}{9,8} = 0,127$$

1. Wnioski

Dzięki powyższym wynikom z przeprowadzonych doświadczeń możliwe było obliczenie czynnej i biernej mocy przemiennego prądu elektrycznego w obwodach elektrycznych z grzejnikiem, transformatorem i silnikiem. Napięciowa przekładania transformatora obliczona poprzez podzielenie przez siebie maksymalnych zmierzonych wartości Up i Uw wyniosła 10. Natomiast prądowa przekładnia transformatora wyniosła 0,127.