Міністерство освіти і науки України Національний університет "Львівська політехніка" Кафедра метрології та стандартизації Лабораторна робота 3 " Вимірювання потужності споживачів в однофазних колах змінного струму " Львів 2010 Мета роботи: вивчити основні методи вимірювання потужності споживачів в однофазних колах змінного струму та набути практичних навиків у використанні відповідних засобів вимірювань. Завдання: Вивчити особливості вимірювання потужності в однофазних колах змінного струму, основні технічні характеристики ватметрів електро- та феродинамічної системи та вимірювальних трансформаторів струму. Скласти схему та виконати вимірювання потужності споживача за допомогою даних приладів. За результатами експерименту обчислити значення активної Px, повної Sx і реактивної Qx потужностей, а також коефіцієнта потужності
споживача. Обчислити граничне значення відносної похибки вимірювання активної потужності
. Задача. Виходячи із приблизних значень потужності Рхп, напруги Uхп, струму Іхп і коефіцієнта потужності
однофазного споживача вибрати оптимальні характеристики ватметра (клас точності, границі вимірювання напруги Ukw і струму Ikw номінальне значення коефіцієнта потужності
) і схему вимірювання потужності споживача, які забезпечили б вимірювання потужності з похибкою
, що не перевищує заданого значення
. Вибрати амперметр і вольтметр(систему, границю вимірювання і клас точності) для вимірювання сили струму та напруги у колі споживача. Теоретичні відомості. Для вимірювання активної потужності в однофазних колах змінного струму на частотах до 10 кГц використовують електродинамічні та феродинамічні ватметри. А на вищих частотах – термоелектричні та електронні ватметри. Найпоширеніші однофазні лабораторні ватметри мають такі характеристики: Ukw=30; 75; 150; 300; 450; 600 B. I kw=0.1; 0.2; 0.5; 1; 2.5; 5; 10 A. Cos=1. 0.2 0.5 Основні формули: Потужність виміряна ватметром: Рw=Cw*Nw;
Sx=Ux*Ix- повна потужність; Струм споживача -
, де І=Іа А;
- косинус кута зсуву;
- струм споживаний вольтметром;
- струм споживаний колом напруги ватметра;
- коефіцієнт потужності споживача;
- реактивна потужність; P=Pw*K1н; I=Ia*K1н; Px=P-(Pw+Puw)=P- Pпр – потужність споживача;
- граничне значення відносної похибки вимірювання активної потужності Р. Граничні значення похибок вимірювальних трансформаторів струму. Клас точності ВТС Значення вторинного струму(Іа) в % від номінального(І2н) Граничні значення похибок: Навантаження вторинної обмотки в % від номінального    Струмової
% Кутової
,мін   0,1  10 20 100 - 200 
0,25
0,2
0,1 
10
8
5 25……….100  0,2  5 20 100 - 120 
0,75
0,32
0,2 
30
15
10 25……….100   Результати вимірювання потужності однофазного споживача: Nv Cv Uv Na Ca Ia KIH I Nw Cw  - В В - А А А/А А - Вт  126 1 126 83 0,05 2,075 0,1 0,2075 98 2,5  Pw P cosφ Rv Ruw Pv Puw Pпр Px Iv  Вт Вт - Ом Ом Вт Вт Вт Вт А  245 24,5 1 2,5 50 6,35 0,032 6,39 18,1 0,05  IuW IX SX Qx 
м f1 
мін 
’мін 
cоs
x  А А ВА Вар % % % % % -  0,0025 0.159 20,03 6,99 0,6 
0,2 
8 

0,937  
p.гр 
p.х.гр 
Pх Pх

Pх  % % Вт Вт  

0,57 
  № п/п Назва засобу вимірювання Система Границя вимірювань Клас точності Допоміжні параметри Заводський номер та рік виготовлення  1 Амперметр А 2,5 0,5 0,016Ом № 5696 1987р  2 Вольтметр А 150 0,5 2,5 кОм № 167084 1954р  3 Ватметр А 150 0,5 25 кОм № 3209 1954р   Результати розрахунків:
;
;
;
;
;


;

;
;

;
;
;





Висновок: на цій лабораторній роботі я визначив потужність, споживану споживачем
Вт, абсолютну похибку визначення потужності
Вт, використав схему вимірювання потужності з використанням ВТС. Також визначив потужності, споживані вольтметром (0,22 Вт) і ватметром (0,0318 Вт). В даному випаду велику методичну похибку спричиняє велика відносно до потужності споживача споживана потужність приладів через малий внутрішній опір.