Pracownia Technik Informatycznych w Inżynierii Elektrycznej

Transkrypt

1 UNIWERSYTET RZESZOWSKI Pracownia Technik Informatycznych w Inżynierii Elektrycznej Ćw. 3 Pomiar mocy czynnej w układzie jednofazowym Rzeszów 2016/2017 Imię i nazwisko Grupa Rok studiów Data wykonania Podpis Ocena

2 Wstęp Mocą chwilową nazywamy iloczyn wartości chwilowych napięcia i prądu, czyli p=u*i Moc chwilowa jest dodatnia w przedziałach czasu, w których wartość chwilowa napięcia u oraz wartość chwilowa prądu i mają znaki jednakowe ujemna zaś w przedziałach czasu, w których znaki wartości chwilowej napięcia u i wartości chwilowej prądu i są różne. Jeśli p>0, tzn. moc chwilowa jest dodatnia, to energia elektryczna jest dostarczana ze źródła do odbiornika ; jeśli natomiast p<0 tzn. moc chwilowa jest ujemna, energia elektryczna jest zwracana przez odbiornik do źródła. Mocą czynną nazywamy wartość średnią mocy chwilowej określamy ją wzorem P=U*I*cos Moc czynna jest zatem równa iloczynowi wartości skutecznej napięcia i prądu oraz kosinusa kąta przesunięcia fazowego między napięciem i prądem, zwanego współczynnikiem mocy (cos ). Jednostką mocy czynnej jest 1 wat (1W). Jeżeli moc czynną pomnożymy przez czas T to otrzymamy energię pobraną przez odbiornik ze źródła w czasie jednego okresu. Urządzenia elektryczne mają określone wartości znamionowe, napięcia i prądu, wynikające z wytrzymałości izolacji i dopuszczalnych wartości prądu ze względu na nagrzewanie lub działanie dynamiczne. Dlatego też dla urządzeń tych istotne znaczenie ma moc pozorna. Moc pozorna definiowana jest jako iloczyn wartości skutecznych napięcia i prądu, czyli S=U*I

3 Jednostką mocy pozornej jest 1 woltoamper (1 V A). Moc pozorna jest równa największej wartości mocy czynnej, którą można otrzymać przy danym napięciu U oraz prądzie I. Tę największą moc osiągniemy przy cos = 1 tzn. = 0. Moc bierna definiowana jest jako iloczyn wartości skutecznych napięcia, prądu i sinusa kąta przesunięcia fazowego między nimi, czyli Q =U*I*sin Jednostką mocy biernej jest 1 war (1 var). Moc czynna bierna i pozorna są związane zależnością S P Q czyli S P Q 2 2 a ponadto tg Q P cos P S

4 Na podstawie zależności wiążących poszczególne moce można podać ilustrację graficzną, w postaci trójkąta mocy. W trójkącie tym moc czynna i bierna są przyprostokątnymi, moc pozorna przeciwprostokątną. S Q P Rezystor idealny jest elementem, w którym energia elektryczna jest przekształcana na energię cieplną. Dla rezystora idealnego moc czynna jest równa mocy pozornej tzn. P = S, a moc bierna jest równa zero Q = 0. Jeżeli do wzoru P = UI podstawimy U = RI, to otrzymamy równoważny wzór na moc czynną P RI 2 a po podstawieniu do wzoru P = UI zależność I =GU, otrzymamy wzór na moc czynną P GU 2 U R 2 Watomierz elektrodynamiczny ma dwie cewki : nieruchomą cewkę prądową (o małej rezystancji), którą za pomocą odpowiednich zacisków umieszczonych na zewnątrz przyrządu włączamy w obwód szeregowo oraz ruchomą napięciową (o dużej rezystancji), połączoną sztywno ze wskazówką, którą przyłączamy do obwodu równolegle z elementem badanym. Odchylenie wskazówki miernika jest proporcjonalne do iloczynu prądu w cewce prądowej i napięcia na cewce napięciowej. Mierzy on zatem moc, a na jego tarczy podziałowej znajduje się symbol jednostki mocy litera W. Zaciski odpowiadające początkowi cewki prądowej i napięciowej oznaczone są gwiazdką; przy normalnej pracy miernika powinny być one zwarte. W watomierzu niezależnie od siebie można nastawić zakres napięciowy i prądowy. Zakres watomierza równy jest iloczynowi wyżej wspomnianych zakresów.

5 Stałą Cw watomierza oblicza się więc następująco Cw zakres. napięciowy ( V ) zakres. prą dowy( A) liczba. dzialek( dz) Watomierzem elektrodynamicznym można mierzyć również moc czynną prądu przemiennego. Przebieg ćwiczenia. Zestawić układ według schematu: A W AT V 220 V R

6 Przeprowadzić pomiary dla różnych wartości napięcia zasilającego (wartości ustalić z prowadzącym) Rodzaj U I P S Q cos odbiornika dz V dz A dz W V A var - Przeprowadzić pomiary dla różnych wartości rezystancji (wartości ustalić z prowadzącym) Rodzaj U I P S Q cos odbiornika dz V dz A dz W V A var - Wnioski