CW11 Pomiar mocy jednofaz.doc

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 Cw watomierza oblicza się następująco:

                                               Cw=              (4)

w którym: αmax oznacza liczbę działek watomierza, Un – zakres napięciowy             watomierza, In – 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 Uwe = 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.

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