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:
V V R R R R V P 2 0 , gdzie:
V0 - skuteczna wartość napięcia na zaciskach odbiornika
R - opór cewki napięciowej watomierza RV – opór wewnętrzny woltomierza.
Obliczyć moc żarówki:
P P
P0 W , gdzie: Pw oznacza moc wskazywaną przez watomierz
b) obliczyć współczynnik mocy odbiornika:
0 0 0 0 cos I V P gdzie: V R V R V I I 0 0 0
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
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
