|
Katedra Transportu Szynowego LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI |
Wydział |
|
|
POMIAR MOCY PRĄDU ZMIENNEGO ZA POMOCĄ OSCYLOSKOPU
|
|
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 6
Grupa dziekańska: T21
Sekcja laboratoryjna: 1
Anna Butrym
Wojciech Zagała
Katowice 2007
I. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia było poznanie metod pomiaru mocy prądu zmiennego za pomocą oscyloskopu.
II. ZESTAW PRZYRZĄDÓW DO CWICZENIA:
oscyloskop
autotransformator
amperomierz
woltomierz
SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO:
Rys. 1.1. Układ do pomiaru mocy czynnej i pozornej za pomocą oscyloskopu.
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
Obliczenie wartości mocy pozornej S dla poszczególnych pomiarów.
Moc pozorną obliczamy korzystając z poniższego wzoru:
(1.1)
gdzie:
S - moc pozorna [VA],
Usk - wartość skuteczna napięcia,
Isk - wartość skuteczna prądu,
R - rezystancja szeregowa [Ω],
Y - wartość międzyszczytowa obrazu w kierunku osi Y [cm],
X - wartość międzyszczytowa obrazu w kierunku osi X [cm],
DY - współczynnik odchylania wzmacniacza Y [V/cm],
DX - współczynnik odchylania wzmacniacza X [V/cm].
Wyznaczenie mocy pozornej dla pomiaru :
gdzie:
R = 6 [Ω]
U = 24 [V] - napięcie zasilające
Żarówka: 24 [V], 60 [W]
X = 4,4 [cm]
Y = 4,6 [cm]
Dx = 5 [V/cm]
Dy = 10 [V/cm]
Podstawiając powyższe dane do wzoru na moc pozorną (wzór 1.1) otrzymujemy:
S =
[VA]
Obliczenie wartości mocy czynnej P dla poszczególnych pomiarów.
Moc czynną obliczamy korzystając z następującego wzoru:
(1.2)
przy czym:
(1.3)
Wyznaczenie mocy czynnej dla pomiaru :
gdzie:
S = 21,08 [VA]
a = 5
b = 35
Podstawiając do wzoru (1.3) powyższe dane otrzymujemy:
Zatem moc czynna po podstawieniu wyliczonych danych do wzoru (1.2) wyniesie:
P =
20,87 [W]
Obliczenie wartości mocy biernej Q dla poszczególnych pomiarów.
Moc bierną możemy wyznaczyć korzystając z następującej zależności pomiędzy mocą pozorną S mocą czynną P:
(1.4)
Po przekształceniu powyższego wzoru otrzymujemy:
gdzie:
P - moc czynna [W],
S - moc pozorna [VA],
Wyznaczenie mocy biernej dla pomiaru:
gdzie:
S = 21,08 [VA],
P = 20,87[W],
Podstawiając do wzoru na moc bierną (1.4) dane otrzymujemy:
[var]
ZESTAWIENIE WYNIKÓW:
Zestawienie otrzymanych wartości mocy pozornej, czynnej i biernej dla poszczególnych wartości przedstawia tabela 1.
Tabela 1
Opór R [Ω] |
Moc pozorna S [VA] |
Moc czynna P [W] |
Moc bierna [var] |
6 |
21,08 |
20,87 |
2,97 |
VI. WNIOSKI:
Jaki wynika ze wzorów oraz z obliczeń, największe wartości przyjmuje moc pozorna, następnie moc czynna, natomiast najmniejsze wartości osiąga moc bierna.
Moc czynna P podana przez producenta równa jest 60 W, natomiast z obliczeń wynosi ok. 21 W. Jest to spowodowane tym, że oscyloskop jest mało dokładnym miernikiem mocy.
Pomiarów dokonane były przy pomocy oscyloskopu ESCORT 300C, w wyniku czego uzyskano obraz elipsy, który następnie wydrukowano a potem dokonano obliczeń mocy. Dzięki wykorzystaniu tego rodzaju oscyloskopu pomiary były bardziej dokładne, niżi w przypadku oscyloskopu starszego typu. Cena tego rodzaju urządzenia waha się w granicach 2000-2500 zł. Jednakże jak już zostało to wspomniane, oscyloskop jest mało dokładnym przyrządem do pomiaru mocy czynnej i pozornej.