Politechnika Lubelska	Laboratorium Metrologii
w Lublinie	Ćwiczenie nr 11
Stala Piotr Smyk Artur Szklarczyk Łukasz Wójtowicz Piotr	Semestr III
Temat ćwiczenia: Pomiar mocy prądu jednofazowego.	Data wykonania: 29.10.13r.

1. Cel ćwiczenia

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

1. Spis aparatury pomiarowej

a)Watomierz b)Woltomierz c)Amperomierz

Un=200V Un=150V Ia=3A

Rwn= Rv=3333,3Ω Ra=32mΩ

In=5A La=12µH

Rwp=48mΩ

Lwp=63µH

Odbiornik indukcyjny – 3 cewki połączone równolegle, cosφ=0,5, Um=220V/50Hz.

Odbiornik reaktancyjny- 4 kondensatory połączone równolegle 2x16µF +2x10µF.

Odbiornik reaktancyjny – 2 żarówki połączone równolegle 2x75W, Uz=230V.

1. Wykonanie pomiarów i przykładowe obliczenia.

a)Pomiary przy zadanej wartości napięcia.

TABELA NR 1- POMIARY

Lp.	Odbiornik	Ia	Uv	kw	α	Pw	Po'	Qo'	So'	cosφ0'
	-	A	V	W/dz	dz	W	W	VAr	VA	-
1	R	0,58	150	8,5	10	85	85	18,55	87	0,9714
2	RL	1,3	150	11	10	110	110	161,013	195	0,5641
3	RC	1,8	150	9	10	90	90	254,56	270	0,3333
4	RLC	0,95	150	11	10	110	110	90,59	142,5	0,7719

Przykładowe obliczenia R :

P_w = P₀’=k_w*α=8,5W/dz *10=85W

S₀’= U_V*I_a =150V*0,58A=87VA

Q₀’=

cosϕ₀’=

TABELA NR 2- WPŁYW PRZYRZĄDÓW NA POMIAR

Lp.	Odbiornik	Ia	Uv	Pw	Pv	Pwn	Po	Qo	So	Cosφ0
	-	A	V	W	W	W	W	var	VA	-
1	R	0,58	150	85	6,75	0,75	77,5	18,52	79,69	0,9625
2	RL	1,3	150	110	6,75	0,75	102,5	161,012	190,87	0,5370
3	RC	1,8	150	90	6,75	0,75	82,5	254,55	267,59	0,3083
4	RLC	0,95	150	110	6,75	0,75	102,5	90,58	136,79	0,7493

Przykładowe obliczenia dla R :

R_wn=150Ω/V*200V=30kΩ -dla zakresu 200V

R_wp=0.048Ω;

X_wp = 2πfL_wp = 2π50Hz63µH = 19,8 mΩ -dla zakresu 5A

R_A=32mΩ -dla zakresu 3A

X_A = 2πfL_A = 2π50Hz12µH = 3,77mΩ -dla zakresu 3A

R_V=U_V/R_V=150V/45mA=3333.33Ω

P_V=

P_wn=

P₀=P_w-(P_V+P_wn)=85W-(0,75W + 6,75W)=77,5W

cosϕ₀ =

TABELA NR 3 – BŁĘDY POMIAROWE

Lp.	Odbiornik	ʌ'p	ʌ'pq	ʌ'ps	ʌ'pφ0
	-	%	%	%	%
1	R	9,68	0,16	9,17	0,92
2	RL	7,32	0,0006	2,16	5.05
3	RC	9,09	0,039	0,9	8,11
4	RLC	7,32	0,011	4,17	3,02

Obliczenia dla R:

Δ’p=

Δ’pq=

Δ’ps=

Δ’pϕ=

b)Pomiary przy zadanej wartości prądu.

TABELA NR 1- POMIARY

Lp.	Odbiornik	Ia	Uv	kw	α	Pw	Po'	Qo'	So'	cosφ0'
	-	A	V	W/dz	dz	W	W	Var	VA	-
1	R	0,54	150	8	10	80	80	12,69	81	0,987654
2	RL	1,25	150	10	10	100	100	158,61	187,5	0,533333
3	RC	1,75	150	8,5	10	85	85	248,36	262,5	0,32381
4	RLC	0,9	150	10	10	100	100	90,69	135	0,740741

Przykładowe obliczenia dla R:

P_w = P₀’=k_w*α=8W/dz *10=80W

S₀’= U_V*I_a =150V*0,54A=81VA

Q₀’=

cosϕ₀’=

TABELA NR 2- WPŁYW PRZYRZĄDÓW NA POMIAR

Lp.	Odbiornik	Ia	Uv	Pw	Pa	Pwp	Po	Qo	So	cosφ0
	-	A	V	W	W	W	W	VAr	VA	-
1	R	0,54	150	80	0,0093	0,014	79,98	12,68	80,67	0,9914
2	RL	1,25	150	100	0,05	0,075	99,88	158,57	179,87	0,5553
3	RC	1,75	150	85	0,098	0,147	84,76	248,28	233,36	0,3632
4	RLC	0,9	150	100	0,026	0,039	99,94	90,67	131,24	0,7615

Przykładowe obliczenia dla R:

P_a=I_a²*R_a=(0,54A)²*32mΩ=0,0093W

P_wp=I_a²*R_wp(0,54A)²*0.048Ω=0,014W

P₀=P_w-P_a-P_wp=79,98W

S₀ =

cosϕ₀ =

TABELA NR 3 – BŁĘDY POMIAROWE

Lp.	Odbiornik	ʌ'p	ʌ'pq	ʌ'ps	ʌ'pφ0
	-	%	%	%	%
1	R	0,029	0,054	0,41	0,3784
2	RL	0,125	0,023	4,24	3,9493
3	RC	0,289	0,029	12,49	10,8425
4	RLC	0,065	0,021	2,86	2,7221

Przykładowe obliczenia dla R:

Δ’p=

Δ’pq=

Δ’ps=

Δ’pϕ=

WNIOSKI:

Przy bezpośrednim włączeniu mierników wyniki obliczeń wykazują, iż błąd pomiaru mocy spowodowany nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki jest większy przy poprawnie mierzonym napięciu niż przy poprawnie mierzonym prądzie. 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). Zastosowanie mierników o jak najmniejszych dopuszczalnych zakresach pomiarowych spowodowało by zmniejszenie błędów pomiarowych.

Wartość uchybów mocy zależą od wartości mierzonych mocy, strat na przyrządach pomiarowych. Przy półpośrednim włączeniu mierników zastosowany przekładnik prądowy umożliwił nam pomiar mocy przy wartości prądu przekraczającej zakres zastosowanych mierników.

Dokładniejszy pomiar mocy biernej uzyskaliśmy w układzie poprawnie mierzonego napięcia. Jeżeli nie uwzględnić strat mocy na reaktancjach woltomierza i watomierza to moc bierna wyznaczona z pomiaru jest równa mocy rzeczywistej.

Przy pośrednim włączeniu mierników zastosowany przekładnik napięciowy umożliwił nam pomiar mocy przy większej wartości napięcia zasilającego.

Przy pośrednim włączeniu mierników zastosowany przekładnik napięciowy pozwolił nam na pomiar mocy przy większej wartości napięcia zasilającego.

Zastosowanie mierników o jak najmniejszych dopuszczalnych zakresach pomiarowych spowodowało by zmniejszenie błędów pomiarowych.