POLITECHNIKA LUBELSKA
Laboratorium Metrologii
Nazwisko i imię:	Data wykonania	Grupa	Ćwiczenie nr 11
Temat ćwiczenia: POMIAR MOCY PRĄDU JEDNOFAZOWEGO

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

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

Pomiarów dokonujemy w układzie jak na rysunku:

W - watomierz elektrodynamiczny PL-P6-246-E6

V - woltomierz PL-P6-257-E6

A - amperomierz PL-P6-121-E6

1. pomiar techniczny

• wzory i obliczenia dla pierwszego pomiaru:

S_o'= U_v I_a=
[VA]

S_o' - przybliżona wartość mocy pozornej

Q_o' - przybliżona wartość mocy biernej

cos_o' - przybliżona wartość cos kąta fazowego

P_o'=U_v I_a cos_o=

P_o' - przybliżona wartość mocy czynnej

• tabela:

f=50 [Hz] U_o=100 [V] t=24 [C]

Odbiornik	lp.	Uv	Ia	Pw			Po'	Qo'	So'	coso'
				kw	w	Pw
	-	V	A	W/dz	Dz	W	W	VAr	VA	-
R	1	225	1,3	5	58	290	289	38,2	292,5	0,99
RL	2	240	3	5	75	375	374,4	614,6	720	0,52
RC	3	240	2,1	5	65	325	322,6	14,8	504	0,64
RLC	4	245	1,9	5	79	395	395,7	246,3	465,5	0,85

2. pomiar z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki

• wzory i obliczenia dla pierwszego pomiaru:

strata mocy w woltomierzu

P_v=U_vI_v =

strata mocy w obwodzie napięciowym watomierza

moc czynna pobierana przez odbiornik

P_o=P_w - (P_v+P_wn) = 290-43,8-297794= -297547,8[W]

moc pozorna odbiornika

=
=297794[VA]

moc bierna odbiornika

=

współczynnik mocy

cos_o==

• tabela:

Rv=1,48[M] Rwn=170[m]

	lp	Uv	Ia	Pw	Pv	Pwn	Po	Qo	So	coso
	-	V	A	W	W	W	W	VAr	VA	-
R	1	225	1,3	290	43.8	297794	-297547,8	38,1	297794	-0,99
RL	2	240	3	375	43.8	297794	-297547,8	614,5	297794	-0,99
RC	3	240	2,1	325	43.8	297794	-297547,8	385,2	297794	-0,99
RLC	4	245	1,9	395	43.8	297794	-297547,8	246,3	297794	-0,99

3. uchyby wywołane nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki

• wzory i obliczenia dla pierwszego pomiaru:





=

=

2. Pomiar mocy przy bezpośrednim włączeniu mierników i zadanej wartości napięcia.

Pomiarów dokonujemy w układzie jak na rysunku:

1. pomiar techniczny

• wzory i obliczenia dla pierwszego pomiaru:

S_o'= U_v I_a=

S_o' - przybliżona wartość mocy pozornej

=

Q_o' - przybliżona wartość mocy biernej

=

cos_o' - przybliżona wartość cos kąta fazowego

P_o'=U_v I_a cos_o'=

P_o' - przybliżona wartość mocy czynnej

tabela

I_o=1[A]

	lp.	Uv	Ia	Pw			Po'	Qo'	So'	Coso'
				kw	w	Pw
	-	V	A	W/dz	dz	W	W	VAr	VA	-
R	1	210	1,25	5	51	255	254,6	62,3	262,5	0,97
RL	2	210	2,65	5	60,5	302,5	300,5	467,1	556,5	0,54
RC	3	210	1,9	5	54	270	267,3	293,8	399	0,67
RLC	4	210	1,7	5	61	305	303,5	185,5	357	0,85

b) pomiar z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki

• wzory i obliczenia dla pierwszego pomiaru:

strata mocy w amperomierzu

P_a=I_a²R_a =

strata mocy w obwodzie prądowym watomierza

P_wp=I_a²R_wp =

P_o=P_w-I_a²(R_a+R_wp) =

=

=

=

• tabela

R_a= 200[m] R_wp=170[m] X_a=34[m] X_wp=78,5[m]

	lp	Uv	Ia	Pw	Pa	Pwp	Po	Qo	So	coso
	-	V	A	W	W	W	W	VAr	VA	-
R	1	210	1,25	255	0,31	0,26	254,4	62,12	261,9	0,98
RL	2	210	2,65	302,5	0,31	0,26	300	466,6	554,7	0,54
RC	3	210	1,9	270	0,31	0,26	268,6	293,3	397,7	0,67
RLC	4	210	1,7	305	0,31	0,26	303,9	185,2	355,8	0,85

c) uchyby wywołane nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki

• wzory i obliczenia do pomiaru pierwszego:

=

3. Pomiar mocy przy półpośrednim włączeniu mierników i zadanej wartości prądu płynącego przez odbiornik.

Pomiarów dokonujemy w układzie jak na rysunku:

• wzory i obliczenia:

P_a=I_a²R_a=

P_wp=I_a²R_wp=

P_o' = P_w =460*2=920[W]

P_o=P_wizn-I_a²(R_a+R_wp+)=

• tabela:

Ra=55 [m Rwp=49 [m] Ppizn=10[W] Io=4,4[A]

Odb.	Ia	izn	Io	Uv	Pw			Po'	Pa	Pwp	Ppi	Po	”p
					kw	w	Pw
-	A	-	A	V	W/dz	dz	W	W	W	W	W	W	%
R	2,2	10/5	4,4	210	5	92	460	920	0,27	0,23	1,9	915,1	0,054
RC	2,2			4,4	202	5	85	425	850	0,27	0,23	1,9	847,5	0,06
RLC	2,2			4,4	196	5	84	420	840	0,27	0,23	1,9	837,5	0,06
RL	2,2			4,4	180	5	70	350	700	0,27	0,23	1,9	697,5	0,07

4. Pomiar mocy przy półpośrednim włączeniu mierników i zadanej wartości napięcia na zaciskach odbiornika.

Pomiarów dokonujemy w układzie jak na rysunku:

1. pomiar techniczny

• wzory i obliczenia:

S_o'= U_v I_a=

=

P_o'=U_v I_a cos_o'=

• tabela:

Uo=220[V]

Odb	Uv	uzn	Uo	Ia	izn	I1	Pw			Po'	Qo'	So'	coso'
							kw	w	Pw
	V	-	V	A	-	A	W/dz	dz	W	W	VAr	VA	-
R	80	250/100	220	2,1	10/5	4,2	5	33	165	164,6	31,6	168	0,98
RC	80			220		2,2		4,4	5	34	170	169	45,6	176	0,96
RLC	80			220		2,25		4,5	5	35	175	174,6	42,1	180	0,97
RL	80			220		2,5		5	5	35	175	174	96,8	200	0,87

5. Wnioski:

Przy bezpośrednim włączeniu mierników wyniki obliczeń wykazują, iż uchyb pomiaru mocy spowodowany nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki jest znacznie większy przy poprawnie mierzonym napięciu niż przy poprawnie mierzonym prądzie. Wynika stąd wniosek, że badany odbiornik posiadał dużą impedancję. Dlatego też poprawnie zastosowanym układem jest układ z punktu 1. 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).

Przy półpośrednim włączeniu mierników zastosowanie przekładnika prądowego umożliwiło nam pomiar wartości prądu przekraczającej zakres zastosowanych mierników. Zwiększył się również błąd pomiaru mocy .

Przy pośrednim włączeniu mierników zastosowanie przekładnika napięciowego pozwoliło na pomiar mocy przy większej wartości napięcia zasilającego. Jest to jednocześnie przykład na możliwość pomiaru mocy praktycznie w każdych warunkach. Zaletą tego układu było zmniejszenie błędu.

1

---