INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH
WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT
Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych
Laboratorium Miernictwa Elektronicznego 1
Ćwiczenie 5
Temat: METODY POMIARU MOCY
Data wykonania ćwiczenia:
Grupa:
..................................................................
Zespół w składzie:
Data oddania sprawozdania:
..................................................................
1.
Ocena:
2.
..................................................................
Prowadzący ćwiczenie:
3.
..................................................................
Uwagi prowadzącego ćwiczenie:
Wykaz przyrządów znajdujących się na stanowiskach
Lp.
Nazwa przyrządu
Typ
Producent
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
1. ZASTOSOWANIE MIERNIKA MOCY TYP HM8115 – 2
Widok płyty czołowej
Wyświetlacz cyfrowy
INPUT OUTPUT
Wybór
Wybór
Wybór
zakresu
zakresu
funkcji
prądowego
napięciowego
1.1. Pomiary mocy w obwodach prądu stałego.
1.1.1. Układ pomiarowy
Gniazda
pomiarowe
+
+
Zasilacz
napięcia
UZ
INPUT OUTPUT
Robc.
stałego
−
−
1.1.2. Pomiary:
UZ = 6V
Robc.
Ω
50
100
200
500
1000
2000
I
A
U
V
P
W
1.2. Pomiary mocy w obwodach prądu przemiennego.
1.2.1. Układ pomiarowy
Gniazda
pomiarowe
+
+
Generator
UZ
INPUT OUTPUT
Zobc.
pomiarowy
−
−
Przygotowanie przyrządów do pomiarów
Generator pomiarowy:
- wyjście mocy,
- napięcie wyjściowe generatora; Ugen. ≈ (20 ÷ 40) Vp-p,
- częstotliwość: zgodnie z tabelą.
2
f
U
I
P
Q
S
cosϕ
Hz
V
A
mW
Var
VA
-
50
100
200
1 c.bo 400
Z
600
800
1000
50
100
200
2 c.bo 400
Z
600
800
1000
Narysować wykresy: P = f(f), Q. = f(f) ), S = f(f) oraz cosϕ. = f(f) 3
2. ZASTOSOWANIE WIELOFUNKCYJNEGO MIERNIKA MOCY TYP DW6090
WATT
Ekran
(Wyświetlacz graficzny LCD)
Jednoczesny odczyt czterech
8
V/Ω
parametrów (P, U, I, cosϕ lub f)
7
COM
6
1 2 3 4 5
10 A
Oznaczenia:
1 - wyłącznik zasilania POWER,
Gniazda
2 - przycisk zakresów AC V/A/WATT,
wejściowe
3 - przycisk zakresów DC V/A,
4 - przycisk zakresu rezystancji,
5 - przełącznik sprzęŜenia prądowego CURRENT IN,
6 - przełącznik funkcji WATT/VA/Whr (W/VA/W⋅h)
7 - przycisk zerowania zakresu pomiaru mocy WATT ZERO, 8- przycisk zakresów cosϕ (PF)/Hz,
WATT – wejście pomiaru mocy,
V/Ω – wejście pomiarowe napięciowe,
COM – wejście pomiarowe wspólne,
10 A – wejście pomiarowe prądowe.
UWAGA:
- Przed podłączeniem przyrządu do źródła sygnału ustawić za pomocą przycisków Ŝądaną funkcję i zakres pomiarowy.
- Podłączyć przewody pomiarowe do gniazd miernika przed podłączeniem źródła sygnału.
- Przed zmianą zakresu lub funkcji pomiarowej zawsze odłączać oba przewody pomiarowe od badanego obwodu.
2.1. Zastosowanie wielofunkcyjnego miernika mocy do pomiaru mocy Ŝarówki przy róŜnych częstotliwościach.
Przygotowanie przyrządu do pomiarów
1) Przyciskiem [1] włączyć zasilanie przyrządu – pozycja „ON”.
2) Naciskając przycisk [2] włączyć pomiar mocy (V/A/Watt).
3) Przełącznikiem [5] ustawić bezpośrednie sprzęŜenie prądowe (DIRECT).
4) Nie podłączać do miernika Ŝadnych przewodów – sprawdzić odczyt na wyświetlaczu.
JeŜeli wartość mocy będzie róŜna od zera, nacisnąć jeden raz przycisk [7] – zerowanie zakresu.
Na wyświetlaczu powinna ukazać się wartość „0 W”.
5) Wyłączyć zasilanie badanego obwodu (Ŝarówki).
6) Podłączyć przewody pomiarowe do gniazd wejściowych miernika zgodnie z p. 2.1.1.
4
WATT
V/Ω
Źródło zasilania
ObciąŜenie
Wyjście
(generator
(Ŝarówka)
mocy
pomiarowy
COM
m.cz.)
10 A
2.1.2. Pomiary
Włączyć zasilanie badanego obwodu (Ŝarówki).
Na ekranie wyświetlane są jednocześnie wartości: mocy czynnej w [W], napięcia w [V], prądu w [A]
i współczynnika mocy (cosϕ).
Pomiary wykonać dla częstotliwości i napięć zasilających podanych w tabeli.
Wyniki pomiarów i obliczeń zanotować w tabeli.
f
Hz
40
50
60
80
100
150
200
250
300
400
P
W
U
V
V0 5
I
A
=U cosϕ −
Poblicz.
W
P
W
U
V
V0 6
I
A
=U cosϕ −
Poblicz.
W
P
W
U
V
V0 7
I
A
=U cosϕ −
Poblicz.
W
5
P, U, I, cosϕ − wartości mocy czynnej, napięcia, prądu oraz współczynnika mocy odczytane z miernika.
Poblicz. = U I cosϕ − wartość mocy czynnej obliczona.
Narysować wykresy: P = f(f), Poblicz. = f(f) oraz cosϕ. = f(f) 6
2.2. Zastosowanie wielofunkcyjnego miernika mocy do pomiaru mocy Ŝarówki przy częstotliwości 50 Hz.
Przygotowanie watomierza jak w p. 3.1.
Połączyć układ pomiarowy zgodnie z p. 3.2.1. oraz z zaleceniami prowadzącego ćwiczenie.
2.2.1. Układ pomiarowy
WATT
Przewody
zasilające
V/Ω
ObciąŜenie
Źródło zasilania
(Ŝarówka)
(autotransformator)
COM
10 A
2.2.2. Pomiary
Na ekranie wyświetlane są jednocześnie wartości: mocy czynnej w [W], napięcia w [V], prądu w [A]
i współczynnika mocy (cosϕ).
Nacisnąć przycisk (8), na ekranie wyświetli się wartość częstotliwości w [Hz].
Ponowne naciśnięcie przycisku (8) spowoduje powrót do wyświetlenia cosϕ.
Wyniki pomiarów i obliczeń zanotować w tabeli.
UZ
V
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
P
W
U
V
I
A
cosϕ
−
f
Hz
S
VA
Oznaczenia:
UZ – wartość napięcia zasilającego ustawiona na autotransformatorze P, U, I, cosϕ , f − wartości mocy czynnej, napięcia, prądu , współczynnika mocy oraz częstotliwości odczytane z miernika,
S = UI – obliczona wartość mocy pozornej.
Narysować wykresy: P = f(UZ), S. = f(UZ) oraz cosϕ. = f(UZ) .
7
Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać:
1) Protokół pomiarowy z wypełnionymi tabelami.
2) Przykłady obliczeń do kaŜdego punktu pomiarowego.
3) Wymagane wykresy (odpowiednio opisane).
4) Porównanie wyników pomiarów z danymi technicznymi.
5) Własne wnioski, spostrzeŜenia i uwagi wynikające z przeprowadzonych pomiarów i obserwacji.
Przykładowe pytania kontrolne:
1) Pomiary mocy metodą techniczną z poprawnie mierzonym napięciem 2) Pomiary mocy metodą techniczną z poprawnie mierzonym prądem.
3) Pomiar mocy czynnej metodą trzech woltomierzy.
4) Pomiary mocy czynnej watomierzem elektrodynamicznym.
5) Wyjaśnić na czym polega pomiar mocy absorbowanej.
6) Wyjaśnić na czym polega pomiar mocy przepływowej.
Wykaz literatury do ćwiczenia
1) A.Chwaleba, M.Poniński, A.Siedlecki, „Metrologia elektryczna”, Wyd. 5, 6, 7, 8, 9 WNT, 1996r, 1998r, 2000r, 2003r, 2007r, 2010r.
8