MASURAREA PUTERII ACTIVE IN CIRCUITE DE CURENT ALTERNATIV MONOFAZAT

MASURAREA PUTERII ACTIVE IN CIRCUITE DE CURENT ALTERNATIV MONOFAZAT

I. PARTEA TEORETICA:

Expresia puterii active absorbite de un consumator de curent alternativ sinusoidal este:

P=UIcosj [W]

In care : U si I sunt valoriile efective ale tensiunii la borne, respectiv curentul consumatorului, j unghiul de defazaj intre tensiune si curent, iar cosj se numeste factor de putere.

Pentru masurarea puterii active in circuite de curent alternativ monofazat se folosesc wattmetre electrodinamice sau feromagnetice. Wattmetrele electrodinamice sunt instrumente cu camp radial , avand bobinele de curent conectata in serie cu consumatorul (parcursa de curentul consumatorului), iar bobina de tensiune cuplata cu o rezistenta aditionala in paralel cu consumatorul (alimentata la tensiunea consumatorului), conform schemei din fig.3.1.

fig 1.

Deviatia instrumentului este proportionala cu puterea activa, scara wattmetrului fiind uniforma. Cate una din bornele circuitelor de tensiune, respectiv de curent sunt marcare cu "*". Pentru ca deviatia sa fie pozitiva (in sensul normal al scarii) circuitele de curent si tensiune se conecteaza astfel incat curentul care le parcurge sa aiba acelasi sens in raport cu bornele marcate (de ex ambii curenti sa intre simultan in nbornele marcate)

Marimiile nominale ale unui wattmetru sunt:

-Curentul nominal (domeniu de curent) I_N

-Tensiunea nominala (domeniu de tensiune)

-Factorul de putere nominal cosj

Domeniu de putere P_N este puterea care determina deviatia instrumentului la ultimul reper marcat pe scara si se calculeaza cu relatia (1):

P_N=I_NU_N cosj (1)

Marimile nominale se indica pe cadran sau langa bornele aparatului. Daca factorul de putere nominal nu este inscris pe aparat se subantelege valoarea cosj

Constanta wattmetrului se calculeaza cu relatia :

[W/div] (2)

In care a_max este numarul maxim de diviziuni al scarii

Puterea masurata se calculeaza cu relatia ( 3 )

P_W=C_Wa[div] (3)

unde a[div] este indicatia aparatului

Relatia (3) corespunde cazului in care wattmetrul se conecteaza direct in circuit, conform fig.2.2. In circuit se conecteaza un ampermatru si un voltmetru cu care se urmaresc permanent marimiile U si I care nu trebuie sa depaseasca U_N si I_N ale wattmetrului . Montajul introduce erori sistematice, datorita consumului de putere al voltmetrului si circuitului de curent al wattmetrului. Corectarea acestor erori se face cu relatia (4)

(4)

unde P_W este puterea indicata de wattmetru, R_V este rezistenta interna a voltmetrului, R_WI este rezistenta circuitului de curent al wattmetrului.

fig. 2

In circuite in care I depaseste domeniul de curent al wattmetrului, bobina de curent se conecteaza prin intermediul unui transformator de masura pentru curent (schema indirecta). In acest caz puterea se calculeaza cu relatia (5)

P=k_iC_Wa (5)

unde k_i este raportul de transformare , C_W este constanta aparatului si a numarul de diviziuni. Daca atat curentul cat si tensiunea din circuit depasesc domeniile wattmetrului , acesta se conecteaza prin intermediul uni transformator de tensiune (schema indirecta), iar puterea se calculeaza cu relatia (6)

P=k_ik_uC_Wa (6)

in care k_i este raportul transformatorului de curent si k_u raportul transformatorului de tensiune.

II. PARTEA EXPERIMENTALA :

) Masurarea puterii active cu conectarea directa a wattmetrului in circuit.

Se va realiza montajul din fig.3

fig. 3

Rezutatele se noteaza in tabelul TAB1

TAB1

Masurarea puterii active cu schema indirecta:

Se va realiza montajul din fig.4

fig 4

Rezultatele se noteaza in tabelul TAB2:

TAB2

III. PRELUCRAREA REZULTATELOR :

1. Se masoara rezistenta voltmetrului cu ajutorul ohmmetrului

2. Se completeaza TAB1 folosind relatiile (2), (3), (4) si:

S=UI [VA] (6)

Q²=S²-P²    [Var

cosj=P/S (8)

3. Se completeaza TAB2 folosind relatiile (2), (5), (6), (7) (8) si

I=k_iI' [A]

unde I' este curentul citit pe ampermetru iar k_i=15/5