Pomiary mocy

Zespół Szkół Technicznych
w Skarżysku-Kamiennej
Sprawozdanie
z ćwiczenia nr ……………
PRACOWNIA ELEKTRYCZNA
I ELEKTRONICZNA
………………………………………………………
imię i nazwisko
Temat ćwiczenia:
rok szkolny
…………………
klasa
grupa
………
………
data wykonania
POMIARY MOCY
…………………
I. Cel ćwiczenia:
Poznanie pośredniej i bezpośredniej metody pomiaru mocy.
II. Wykaz zagadnień do przygotowania ćwiczenia.
1. Jak powinna być rezystancja wewnętrzna woltomierza a jaka amperomierza?
2. Co to jest moc elektryczna?
3. Jakie są rodzaje mocy w obwodach prądu sinusoidalnie zmiennego?
4. Od czego zależy wartość poszczególnych mocy w obwodach prądu przemiennego?
5. Prawo Ohma.
6. I i II prawo Kirchhoffa.
7. Jakie są pośrednie i bezpośrednie metody pomiaru mocy.
8. Co to jest współczynnik mocy?
9. Od czego zależy kąt przesunięcia fazowego w układzie?
10. W jaki sposób kompensuje się moc bierną indukcyjną?
III. Wykaz zagadnień do opracowania ćwiczenia.
1. Dobrać mierniki do układów pomiarowych.
2. Wybór układów do pomiaru wartości mocy.
3. Połączenie układów pomiarowych.
4. Dokonanie pomiarów i obliczeń.
IV. Przebieg ćwiczenia.
Dla L.p.2 wartość napięcia U ustawić na dwukrotnie mniejszą niż dla l.p. 1.
Dla L.p.3 wartość rezystancji RX zwiększyć dwukrotnie niż dla l.p. 1.
A. Pomiar mocy odbiornika o małej rezystancji
1. Schemat pomiarowy.
a) poprawnie mierzonego prądu
b) poprawnie mierzonego napięcia
Pomiary mocy
strona 2 z 7
2. Tabela pomiarów.
a) dla układu poprawnie mierzonego prądu
RA=………
RX
I
Lp
A
U
P = U∙I
PA
PX
V
W
W
W
%
1
2
3
PA
I 2 RA
PX
P PA
Px
PA
100 %
PX
b) dla układu poprawnie mierzonego napięcia
RV=………
RX
I
Lp
A
U
P=U∙I
PV
PX
V
W
W
W
%
1
2
3
PV
U2
RV
PX
P PV
Px
PV
100 %
PX
B. Pomiar mocy odbiornika o dużej rezystancji
1. Schemat pomiarowy.
a) poprawnie mierzonego prądu
b) poprawnie mierzonego napięcia
Pomiary mocy
strona 3 z 7
2. Tabela pomiarów i obliczenia.
a) dla układu poprawnie mierzonego prądu
Lp
RA=………
RX
I
A
U
P=U∙I
PA
PX
V
W
W
W
%
1
2
3
PA
I 2 RA
PX
P PA
Px
PA
100%
PX
b) dla układu poprawnie mierzonego napięcia
Lp
RV=………
RX
I
A
U
P=U∙I
PV
PX
V
W
W
W
%
1
2
3
PV
U2
RV
PX
P PV
Px
PV
100 %
PX
C. Pomiar mocy w obwodach prądu przemiennego
Moc czynna P=U I cos [W] pobierana jest tylko przez elementy rezystancyjne.
Moc bierna Q=U I sin [V Ar] pobierana jest tylko przez elementy indukcyjne
lub pojemnościowe.
Moc pozorna S=U I [V A] jest złożeniem mocy czynnej i biernej.
1. Schemat pomiarowy
Pomiary mocy
strona 4 z 7
2. Tabela pomiarów
L.p.
U
obciążenie
1
2
3
V
I
P
S
Q
A
W
VA
V Ar
cos
R=………
C=………F
R=………
L=………H
3. Obliczenia
S U I
S 2 P2
P
cos
S
P
arc cos
S
Q
4. Wykresy wektorowe i trójkąty mocy
a) dla obciążenia rezystancyjnego (L.p. 1)
b) dla obciążenia pojemnościowego (L.p.2)
c) dla obciążenia rezystancyjno-indukcyjnego (L.p.3)
—
Pomiary mocy
D. Kompensacja mocy biernej
Zmieniając wartość pojemności C, wartość prądu IC ustawić na
1) mniejszą niż prądu IRL (dla L.p.1)
2) większą niż prądu IRL (dla L.p.2)
3) równą wartości prądu IRL (dla L.p.3)
strona 5 z 7
1. Schemat pomiarowy
2. Tabela pomiarów
R=………
L=………H
L.p.
U
I
IRL
kompensacja
1
2
3
C1=………F
C2=………F
C3=………F
3. Obliczenia
S U I
Q
XC
QC
S2
P2
1
2
f C
I C2 X C
QL
Q QC
cos
P
S
arc cos
P
S
V
A
A
IC
P
S
Q
QC
QL
A
W
VA
V Ar
V Ar
V Ar
cos
—
Pomiary mocy
4. Wykresy wektorowe i trójkąty mocy
a) dla niedokompensowania (|QC|<|QL|)
b) dla przekompensowania (|QC|>|QL|)
c) dla kompensacji idealnej (|QC|=|QL|)
V. Wykaz przyrządów.
1. Amperomierz ME kl.…
2. Woltomierz ME kl.…
3. Amperomierz EM kl.…
4. Woltomierz EM kl.…
5. Watomierz FD kl.…
6. Autotransformator 0-250V …
7. Rezystor …
8. Rezystor
9. Kondensator …
10. …
strona 6 z 7
Pomiary mocy
strona 7 z 7
VI. Wykaz zagadnień do opracowania ćwiczenia.
1. Który układ (poprawnie mierzonego prądu czy poprawnie mierzonego napięcia)
jest lepszy do pomiaru mocy odbiorników o małej rezystancji?
2. Który układ (poprawnie mierzonego prądu czy poprawnie mierzonego napięcia)
jest lepszy do pomiaru mocy odbiorników o dużej rezystancji?
3. Jeżeli napięcie zmniejszy się n-razy,to ile razy zmniejszy się moc pobierana przez
układ?
4. Jeżeli rezystancja odbiornika zwiększy się n-razy,to ile razy zmniejszy się moc
pobierana przez układ?
5. Jaka powinna być rezystancja amperomierza i woltomierza, aby błąd względny
przy pomiarze mocy metodą techniczną był jak najmniejszy?
6. Czemu jest równa moc pozorna w układzie z obciążeniem rezystancyjnym?
7. Ile wynosi moc bierna w układzie z obciążeniem rezystancyjnym?
8. Ile wynosi współczynnik mocy w układzie z obciążeniem rezystancyjnym?
9. Ile wynosi kąt przesunięcia fazowego w układzie z obciążeniem rezystancyjnym?
10. Czemu jest równa moc pozorna w układzie z obciążeniem pojemnościowym?
11. Ile wynosi moc czynna w układzie z obciążeniem pojemnościowym?
12. Ile wynosi współczynnik mocy w układzie z obciążeniem pojemnościowym?
13. Ile wynosi kąt przesunięcia fazowego w układzie z obciążeniem pojemnościowym?
14. Która moc ma największą wartość w przypadku obciążenia rezystancyjnoindukcyjnego?
15. W jakich granicach może zawierać się współczynnik mocy dla układu
z obciążeniem rezystancyjno-indukcyjnym?
16. W jakich granicach może zawierać się kąt przesunięcia fazowego układu
z obciążeniem RL?
17. Ile wynosi moc bierna pobierana przez układ RL całkowicie skompensowany?
18. Czemu jest równa moc pozorna układu RL całkowicie skompensowanego?
19. Ile wynosi współczynnik mocy w układzie RL całkowicie skompensowanym?
20. Ile wynosi kąt przesunięcia fazowego układu RL całkowicie skompensowanego?
21. W jakich granicach może zawierać się współczynnik mocy układu RL
z kompensacją pojemnościową?
22. W jakich granicach może zawierać się kąt przesunięcia fazowego układu RL
z kompensacją pojemnościową?
23. Kiedy mamy do czynienia z przekompensowaniem układu RL?
24. Jaka moc pobierana jest przez układ RL przekompensowany?
VII. Spostrzeżenia i wnioski: