Układy do pomiaru mocy czynnej. W układach trójfazowych w zależności od tego czy odbiornik jest symetryczny czy nie oraz czy jest dostępny przewód zerowy, istnieją różne układy do pomiaru mocy czynnej.

Gdy mamy odbiornik symetryczny, czyli taki, który na wszystkich fazach ma jednakową impedancje, to wykonujemy pomiar mocy jednym watomierzem W1 a całkowita moc pobierana przez odbiornik jest trzy razy większa.

Jeśli nie mamy dostępnego przewodu zerowego, to koniec cewki napięciowej podłączamy do pozostałych dwóch faz za pomocą oporników, tak jak na poniższym schemacie.

Dodatkowo musi zachodzić warunek:

gdzie to rezystancja wewnętrzna cewki napięciowej watomierza

Natomiast moc wyliczamy tak samo:

Gdy odbiornik jest niesymetryczny i mamy dostępny przewód zerowy to wpinamy trzy watomierze do trzech faz a całkowita moc odbiornika to suma pobieranych mocy na każdej fazie.

Natomiast, gdy nasz odbiornik jest niesymetryczny i nie mamy dostępnego przewodu zerowego to należy zastosować układ Arona. Dwa watomierze należy podłączyć jak na schemacie poniżej.

a całkowita moc odbiornika to suma wskazań obu watomierzy:

Moc czynna przy obciążeniu symetrycznym (równomiernym) faz jest o √3 większa od iloczynu napięcia międzyfazowego, prądu przewodowego oraz współczynnika mocy:

Moc bierna przy obciążeniu symetrycznym (równomiernym) faz jest o √3 większa od iloczynu napięcia międzyfazowego, prądu przewodowego oraz sinusa kąta przesunięcia fazowego między napięciem ,a prądem:

Moc pozorna przy obciążeniu symetrycznym (równomiernym) faz jest o √3 większa od iloczynu napięcia międzyfazowego, prądu przewodowego:

2. Podać i objaśnić zależności między prądem fazowym i prądem przewodowym oraz napięciem fazowym i napięciem międzyprzewodowym w układzie połączonym w trójkąt i w układzie połączonym w gwiazdę.

Połączenie w trójkąt polega na tym, że koniec pierwszej fazy (uzwojenia) łączymy z początkiem drugiej fazy, koniec drugiej fazy łączymy z początkiem trzeciej fazy, koniec trzeciej fazy łączymy z początkiem pierwszej fazy. Przy połączeniu w trójkąt istnieją dwa prądy: przewodowy i fazowy. Przy tym połączeniu napięcie międzyfazowe U jest równe napięciu fazowemu U_f, natomiast prądy przewodowe I_p są o √3 razy większe od prądów fazowych I_f.

U = U_f , I_p = √3⋅I_f

Połączenie w gwiazdę polega na tym, że końce trzech faz (uzwojeń łączymy we wspólny punkt zwany punktem zerowym (neutralnym). Przy tym połączeniu rozróżnia się napięcie fazowe i międzyfazowe. Przy połączeniu w gwiazdę napięcie międzyfazowe jest o √3 razy większe od napięcia fazowego, natomiast prądy przewodowe są równe prądom fazowym.

U = √3⋅U_f , I_p = I_f

W układach trójfazowych spotykamy dwa rodzaje prądów tzn. prądy fazowe i prądy przewodowe. Prądy, które płyną w cewkach (uzwojeniach) prądnicy nazywamy prądami fazowymi. Prądy, które płyną w przewodach od zacisków prądnicy do odbiorników nazywamy prądami przewodowymi. Między przewodem fazowym, a przewodem zerowym występuje napięcie 230V zwane napięciem fazowym. Między przewodami fazowymi występuje napięcie 400V zwane napięciem międzyfazowym. Gdy napięcie wynosi 230V, to napięcie międzyfazowe wynosi √3⋅220 = 380 V. Przewód fazowy to przewód wyprowadzony z uzwojenia prądnicy. Przewód zerowy to przewód połączony z punktem zerowym.

5. Zdefiniować wielkość zwaną przekładnią transformatora

Przekładnia transformatora – liczba określająca stosunek liczby zwojów uzwojenia pierwotnego do liczby zwojów uzwojenia wtórnego (przekładnia zwojowa) lub stosunek napięcia pierwotnego do napięcia wtórnego (przekładnia napięciowa)^[

Przekładnią zwojową transformatora nazywamy stosunek liczby zwojów uzwojenia pierwotnego do liczby zwojów uzwojenia wtórnego. Przekładnię tą oznaczamy najczęściej literą grecką  lub ^[1]:

,

gdzie:

z₁ – liczba zwojów uzwojenia pierwotnego

z₂ – liczba zwojów uzwojenia wtórnego.

Przekładnią napięciową transformatora nazywamy stosunek napięć występującego w stanie jałowym na zaciskach obu uzwojeń. Stosunek ten określa zdolność do zmiany wartości napięcia przez transformator. Przekładnię napięciową oznaczamy najczęściej literą grecką  lub literą ^[1][2]:

,

gdzie:

U₁ – napięcie występujące na zaciskach uzwojenia pierwotnego w stanie jałowym

U₂ – napięcie występujące na zaciskach uzwojenia wtórnego w stanie jałowym

1. Dany jest układ trójfazowy jak na rysunku. Posiada symetryczne obciążenie i zasilanie. Obliczyć moc pozorną i bierną

Q=Up*Ip*sin fi
Q-moc bierna
Up-napiecie przewodowe 
Ip-prad przewodowy

1. Narysować układ pomiarowy do pomiaru mocy czynnej w obwodzie trójfazowym. Podać w jaki sposób w tym układzie wyznaczamy całkowitą moc czynną.

   

4. Narysować układ pomiarowy do pomiaru mocy biernej w obwodzie trójfazowym. Podać w jaki sposób w tym układzie wyznaczamy całkowitą moc bierną.