ĆWICZENIE 11

Temat: Pomiar mocy w obwodach jednofazowych prądu przemiennego.

Cel ćwiczenia: zapoznanie się z układami do pomiaru mocy w jednofazowych obwodach prądu przemiennego.

1.Podstawy teoretyczne

Dla obwodów prądu przemiennego należy rozpatrzyć trzy rodzaje mocy: moc czynną P, moc pozorną S i moc bierną Q. Moce te określone są następującymi wzorami

S= UI (1)

P=UIcosφ (2)

Q=UIsinφ (3)

w których: U - wartość skuteczna napięcia; I - wartość skuteczna prądu; φ- kąt przesunięcia fazowego (między wektorami U i I).

W watomierzu można nastawiać zakres napięciowy i prądowy niezależnie od siebie. Zakres pomiarów watomierza jest równy iloczynowi tych zakresów. Stałą C_w watomierza oblicza się następująco:

C_w=
(4)

w którym: α_max oznacza liczbę działek watomierza, U_n - zakres napięciowy watomierza, I_n - zakres prądowy watomierza

Przyrządem przystosowanym do bezpośredniego pomiaru mocy czynnej w obwodach jednofazowych jest watomierz. Pomiaru mocy czynnej dokonuje się wg poniższego schematu.

2. Zadania pomiarowe

2.1. Obliczenia teoretyczne wybranych wielkości elektrycznych

Odbiornik należy wykonać łącząc szeregowo rezystor suwakowy R = 100 Ω (obciążalnośc prądowa około 1A) z kondensatorem o pojemności C = 8 μF (rys. 1). Należy określić precyzyjną wartość parametrów R oraz C przy użyciu multimetru o dużej dokładności..

Rys.1. Odbiornik mocy jednofazowej

Przyjmując wartość napięcia skutecznego U_we = 100V należy wyznaczyć:

a) prąd I płynący przez odbiornik

b) Moc czynną P pobieraną przez ten odbiornik

c) Moc bierną Q pobieraną przez ten odbiornik

d) Moc pozorną S

e) cosφ

Uwaga: w obliczeniach uwzględnić precyzyjną wartość parametrów R oraz C, które uprzednio należy zmierzyć przy użyciu multimetru o dużej dokładności.

2.2. Pomiar mocy za pomocą watomierza ferrodynamicznego

Układ połączeń pokazano na rys.2.

Rys.2. Schemat połączeń układu do pomiaru mocy o poprawnie mierzonym prądzie

Pomiary należy wykonać dla napięcia wejściowego U = 100 V. Wyniki pomiarów i obliczeń umieścić w tabeli 1

Tab.1.

U	δU	I	δI	α	C	P	δP	S	Q	cosφ	δcosφ
V	%	A	%	dz	W/dz	W		VA	var	-	%

Błędy graniczne pomiaru wielkości: I, U, P należy określić na podstawie danych w instrukcjach poszczególnych multimetrów oraz na podstawie klasy watomierza.

Należy również wyznaczyć błąd systematyczny metody pomiaru mocy dla metody poprawnie mierzonego prądu zgodnie ze wzorem:

2

---