Pomiar mocy prądu zmiennego za pomocą

Ćwiczenie nr 44.
Temat: Pomiar mocy prądu zmiennego za pomocą watomierza.
LITERATURA:
1. Jan Dyszyński „Laboratorium miernictwa elektrycznego” Wyd. WSI
Rzeszów 1970 .
2. M. Łapiński „Miernictwo elektryczne” Wyd. Naukowo-Techniczne.
3. A. Piekara „Elektryczność i magnetyzm” Wyd. PWN, W-wa 1970.
4. J. Smela, T. Zamorski, A. Puch – Pierwsza pracownia fizyczna- przewodnik
Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 1995
5. S. Bolkowski „Podstawy elektrotechniki”
CEL ĆWICZENIA:
1. Praktyczne zapoznanie się z pomiarem mocy i pracy prądu przemiennego
2. Zaznajomienie się z metodą wyznaczania współczynnika mocy cosφ odbiornika.
ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE:
1. Prąd sinusoidalnie zmienny, wielkości charakteryzujące.
2. Obwód szeregowy RLC, oporność pozorna obwodu, kąt przesunięci a fazowego pomiędzy napięciem
a prądem.
3. Praca i moc prądu sinusoidalnie zmiennego, na poszczególnych elementach obwodu, praca i moc
pozorna, jednostki pracy i mocy w układzie SI.
4. Budowa i zasada działania watomierza i licznika energii elektrycznej.
5. Metoda pomiaru i układ pomiarowy do wyznaczania pracy i mocy prądu przemiennego.
6. Metoda przeprowadzania dyskusji błędów.
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Pomiar mocy prądu zmiennego, jednofazowego watomierzem.
a) zmierzyć moc pobieraną przez żarówkę , przy różnych napięciach zasilania.
Przy pomiarach zwrócić uwagę na moc pobieraną przez watomierz (cewkę napięciową) i woltomierz.
Moc tę można obliczyć ze wzoru:
P  V0 
2
R  RV
, gdzie:
R  RV
V0 - skuteczna wartość napięcia na zaciskach odbiornika
R - opór cewki napięciowej watomierza
RV – opór wewnętrzny woltomierza.
Obliczyć moc żarówki:
P0  PW  P , gdzie: Pw oznacza moc wskazywaną przez watomierz
b) obliczyć współczynnik mocy odbiornika:
cos 0 
P0
V0  I 0
V0 V0 
 
R
RV 

gdzie: I 0  I  
I- jest natężeniem prądu wskazywanym przez amperomierz.
c) wyniki pomiarów i obliczenia umieścić w tabelce:
V0 [V]
I [A]
Pw [W]
ΔP [W]
P0 [W]
V0 .I
[V.A]
I0 [A]
V0I0
[V.A]
cosφ0
RV - podany na odwrocie miernika
R - 15 kΩ (na zakresie 100 V).
d) zmierzyć moc pobieraną przez świetlówkę W tym celu należy zbudować obwód analogicznie jak dla
żarówki (żarówkę należy zastąpić świetlówką). Aby zasilić świetlówkę napięciem 220 V (do
takiego napięcia świetlówka jest przystosowana) należy:
1. Wyłączyć zasilanie (wyciągnąć wtyczkę z kontaktu) !!
2. Podłączyć świetlówkę w miejsce żarówki.
3. Ustawić napięcie na autotransformatorze na 220V.
4. Włączyć zasilanie.
3. Dokonać pomiarów mocy przy napięciu 220 V.
4. Wyniki umieścić w tabeli.
2. Pomiar energii prądu zmiennego jednofazowego licznikiem.
a) zmierzyć pobór energii przez żarówkę elektryczną przy napięciu zasilania V=220 V.
Zanotować początkowe wskazania licznika Lp.
Dokonać pomiaru poboru energii przez odbiornik w ciągu czasu t=45 minut.
Odczytać stan końcowy licznika Lk .
Lp [kWh]
Lk [kWh]
t [s]
V [V]
I [A]
Wl [kWh]
W= V.I.t [kWh]
Pobór energii: Wl=Lk-Lp .
Uwaga: Podczas łączenia i rozmontowywania obwodu, wtyczka autotransformatora powinna być
wyłączona z gniazdka sieciowego.
Wskazówki:
1. Błąd pomiaru wartości mocy i współczynnika mocy cos φ można obliczyć metodą różniczki zupełnej.
2. Błędy pomiaru wielkości prostych należy obliczyć na podstawie klasy użytych przyrządów
pomiarowych.