Politechnika Lubelska	Laboratorium metrologii
w Lublinie	Ćwiczenie nr 11
Mirosław Latos		Semestr V	Grupa: 5.2	Rok akademicki: 1999/2000
Temat ćwiczenia: Pomiar mocy prądu jednofazowego.			Data wykonania: 21.10.99	Ocena:

Cel ćwiczenia:

Poznanie własności metody pomiaru mocy czynnej, biernej i pozornej za pomocą woltomierza, amperomierza i watomierza elektrodynamicznego.

Spis przyrządów użytych w ćwiczeniu:

-amperomierz elektromagnetyczny; PL-P3-121-E6

30...50...100Hz 2,5A[200m,105μH], 5A[55mΩ, 27μH]

-woltomierz elektromagnetyczny; PL-P3-257-E6

30...50...100Hz 150V[45mA], 300V[22,5mA]

-watomierz elektrodynamiczny; PL-P3-246-E6

15...50...200Hz 150Ω/V, 2,5A[170m,250μH], 5A[48m,63μH]

-autotransformator; PL-P3-686/E6

-przekładnik prądowy; PL-P3-43-E6

-przekładnik napięciowy; PL-P3-84-E6

-demagnetyzator; PL-P3-580/E6

-układ kondensatorów

-układ żarówek

-grzejnik

I. Pomiar mocy przy bezpośrednim włączeniu mierników i zadanej wartości napięcia na zaciskach odbiornika.

Układ pomiarowy.

Ia. Pomiar techniczny-bez uwzględnienia poboru mocy przez mierniki.

1. Tabela pomiarowa:

f=50Hz U₀=200V t=22⁰C

L.p.	Odbiornik	UV	Ia	Pw			Po'	Qo'	So'	cosϕo'
												kw	αw	Pw
		V	A	W/dz	dz	W	W	Var	VA	-
1	R	200	1,25	20	12	240	240	70	250	0,96
2	RC	200	1,80	20	12	240	240	286,328	360	0,666
3	RL	200	2,6	20	14	280	280	438,178	520	0,538
4	RLC	200	1,65	20	14	280	280	174,642	330	0,848

2.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń:

Moc pozorna-

Moc bierna-

Współczynnik mocy -

Obliczenia:

-odbiornik R

-odbiornik RC

-odbiornik RL

-odbiornik RLC

Ib. Pomiar z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki.

1. Tabela pomiarowa:

R_v=13333Ω R_wn=60000Ω

L.p.	Odbiornik	Uv	Ia	Pw	Pv	Pwn	Po	Qo	So	cosϕo
		V	A	W	W	W	W	VAr	VA	-
1	R	200	1,25	20	3	0,666	236,333	70	246,481	0,958
2	RC	200	1,80	20	3	0,666	236,333	286,328	357,565	0,66
3	RL	200	2,6	20	3	0,666	276,333	438,178	518,034	0,533
4	RLC	200	1,65	20	3	0,666	276,333	174,642	324,362	0,851

2.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń.

Moc tracona w woltomierzu-

Moc tracona w obwodzie napięciowym watomierza-

Moc czynna odbiornika-

Moc pozorna odbiornika-

Moc bierna odbiornika-

Współczynnik mocy odbiornika-

Obliczenia:

-odbiornik R

-odbiornik RC

-odbiornik RL

-odbiornik RLC

Ic. Uchyby wywołane nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki.

1.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń.

Uchyb mocy czynnej-

Uchyb mocy biernej-

Uchyb mocy pozornej-

Uchyb współczynnika mocy -

Obliczenia:

-odbiornik R

-odbiornik RC

-odbiornik RL

-odbiornik RLC

II. Pomiar mocy przy bezpośrednim włączeniu mierników i zadanej wartości prądu.

Układ pomiarowy.

IIa. Pomiar techniczny-bez uwzględnienia poboru mocy przez mierniki.

1. Tabela pomiarowa:

I₀=1,25A

L.p.	Odbiornik	Ia	Uv	Pw			Po'	Qo'	So'	cosϕo'
												kw	αw	Pw
		A	V	W/dz	dz	W	W	Var	VA	-
1	R	1,25	210	10	26	260	260	36,141	262,5	0,9904
2	RC	1,25	125	10	22	220	110	110,968	156,25	0,704
3	RL	1,25	85	10	7	70	70	79,93	106,25	0,658
4	RLC	1,25	135	10	15	150	150	77,308	168,75	0,8888

2.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń:

Moc pozorna-

Moc bierna-

Współczynnik mocy -

Obliczenia:

-odbiornik R

-odbiornik RC

-odbiornik RL

-odbiornik RLC

IIb. Pomiar z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki.

1. Tabela pomiarowa:

R_a=0,2Ω R_wp=0,17Ω

L.p.	Odbiornik	Ia	Uv	Pw	Pa	Pwp	Po	Qo	So	cosϕo
		A	V	W	W	W	W	VAr	VA	-
1	R	1,25	210	260	0,312	0,26	259,428	35,968	261,909	0,9905
2	RC	1,25	125	220	0,312	0,26	109,428	110,794	155,723	0,702
3	RL	1,25	85	70	0,312	0,26	69,428	79,757	105,742	0,656
4	RLC	1,25	135	150	0,312	0,26	149,428	77,134	168,161	0,8886

2.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń.

Moc tracona w amperomierzu-

Moc tracona w obwodzie prądowym watomierza-

Moc czynna odbiornika-

Moc bierna odbiornika-

Moc pozorna odbiornika-

Współczynnik mocy odbiornika-

Obliczenia:

-odbiornik R

-odbiornik RC

-odbiornik RL

-odbiornik RLC

IIc. Uchyby wywołane nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki.

1.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń.

Uchyb mocy czynnej-

Uchyb mocy biernej-

Uchyb mocy pozornej-

Uchyb współczynnika mocy -

Obliczenia:

-odbiornik R

-odbiornik RC

-odbiornik RL

-odbiornik RLC

III. Pomiar mocy przy półpośrednim włączaniu mierników i zadanej wartości prądu.

Układ pomiarowy.

1. Tabela pomiarowa:

R_a=0,055Ω R_wp=0,17Ω P_pizn=10W I_o=4,8A

L.p.

Odbio- rnik

Ia

ϑizn

Io

Uv

Pw

Po'

Pa

Pwp

Ppi

Po

Δ^”p

kw

αw

Pw

A

-

A

V

W/dz

dz

W

W

W

W

W

W

%

1

R

2,4

2

4,8

233

10

56

560

1120

0,316

0,979

9,216

1109,488

0,947

2.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń.

Moc tracona w amperomierzu-

Moc tracona w obwodzie prądowym watomierza-

Moc tracona w przekładniku prądowym-

Moc czynna odbiornika-

Moc czynna odbiornika-

Uchyb mocy czynnej-

Obliczenia:

-odbiornik R

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

Układ pomiarowy.

1. Tabela pomiarowa:

R_a=0,055Ω R_wp=0,17Ω P_pizn=10W I_o=4,8A

L.p.

Odbio- rnik

Uv

ϑuzn

Uo

Ia

ϑizn

I1

Pw

Po'

Qo^'

So^'

cosϕo^'

kw

αw

Pw

V

-

V

A

-

A

W/dz

dz

W

W

VAr

VA

-

1

R

95

2,5

237,5

2,4

2

4,8

10

22

220

1100

299,332

1144

0,964

2.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń:

Moc czynna-

Moc pozorna-

Moc bierna-

Współczynnik mocy -

Obliczenia:

V. Uchyb wskazania watomierza wywołany uchybami kątowymi przekładników.

1.Wzory i obliczenia:

Wzory niezbędne do wykonania obliczeń:

Tangens kąta fazowego-

Uchyb wskazania watomierza wywołany uchybami kątowymi-

Obliczenia:

Wnioski:

Z przeprowadzonych pomiarów wynika, że uchyb pomiaru mocy spowodowany nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki jest różny dla układów przy poprawnie mierzonym napięciu i przy poprawnie mierzonym prądzie. Wartości mocy przybliżone i dokładne niewiele różnią się od siebie. Uchyby mocy czynnej zmierzonej w układzie poprawnie mierzonego napięcia są większe od uchybów mocy z układu poprawnie mierzonego prądu. Na błąd pomiaru mocy czynnej w układzie poprawnie mierzonego napięcia wpłynęła zbyt mała rezystancja wewnętrzna woltomierza, a więc i duża strata mocy na nim.

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.

---