08. Výkon střídavého proudu

Laboratorní cvičení

UTEE

FE VUT BRNO

Jméno: : Kód:

Jan Mikulka

Ročník: Obor: Skupina: Prac. skupina: I. AMT B-24 Spolupracoval : Měřeno dne : Odevzdáno dne :

Aleš Mikulčík

4.3.2003 11.3.2003 Příprava : Opravy: Učitel: Hodnocení: Název úlohy: Číslo úlohy:

Výkon střídavého proudu

8

1. Úkol

   1. Pro zadané napětí změřte proud a činný výkon zadaných zátěží složených z prvků R, L a C.

   2. Z naměřených hodnot vypočítejte zdánlivý výkon a účiník.

   3. Ze zapsaných hodnot prvků zátěží vypočtěte impedanci, zdánlivý, činný a jalový výkon.

2. Teoretický rozbor

Proud IZ protékající impedancí připojenou na střídavé harmonické napětí UZ:

[A] (1.)

Komplexní výkon na této zátěži:

[VA] (2.)

Výkonový trojúhelník:

[VA] (3.)

Účiník:

[-] (4.)

1. Naměřené a vypočtené výsledky, Grafy

TAB 1: Naměřené hodnoty výkonu střídavého proudu

UZ I P’ IZ S P Q cosϕ Impedance [V] [A] α kW [W] [A] [VA] [W] [Var] [-] 80 0,6 48,5 1 48,5 0,59 46,96 43,94 16,58 0,94 1 R 1,25 20 1 20 1,24 98,96 15,44 97,75 0,16 2 L 0,87 5 1 5 0,86 68,56 0,44 68,56 0,01 3 C 0,52 38 1 38 0,51 40,56 33,44 22,96 0,82 4 R+L 0,85 39 1 39 0,84 66,96 34,44 57,43 0,51 5 (R+L) || C 0,51 36 1 36 0,50 39,76 31,44 24,34 0,79 6 R+C 1,1 49 1 49 1,09 86,96 44,44 74,75 0,51 7 R || C Poznámka RV = 2160Ω, RWU = 4kΩ

TAB 2: Teoretické hodnoty výkonu střídavého proudu

Z IZ S P Q cosϕ Impedance Z[Ω] ϕ[°] IZ[A] [°] [VA] [W] [VAr] [-] 150 19,9 0,53 19,9 42,4 39,86 14,42 0,94 1 R 59,69 80,79 1,34 80,79 107,2 17,15 105,81 0,16 2 L 96,5 89,42 0,83 89,42 66,4 0,66 66,33 0,01 3 C 209,69 31,79 0,38 31,79 30,4 24,93 16,02 0,82 4 R+L 66,09 59,34 1,21 59,34 96,8 49,37 83,25 0,51 5 (R+L) || C 246,5 37,81 0,32 37,81 25,6 20,22 15,69 0,79 6 R+C 58,72 59,34 1,36 59,34 108,8 55,49 93,57 0,51 7 R || C Poznámka UZ = 80V, R1 = 150Ω, L = 190mH, C = 33μF

1. Použité přístroje

Impedance R, L, C

Oddělovací transformátor 220V/120V

Regulační autotransformátor RAT 4250201217

Analogový V-metr

Analogový A-metr 4250200078

Analogový W-metr 42502589

1. Závěr

Měřením jsme zjistili rozdíly výkonů u zátěží různého charakteru. Naměřené hodnoty se neliší příliš od vypočtených. Jednotlivé chyby jsou způsobeny nepřesným odečítáním ze stupnic, chybami ručkových měřících přístrojů a zaokrouhlováním při výpočtech.

Dále z měření vyplývá rozdíl charakteru výkonu měřeného kondenzátoru a cívky. A kondenzátoru jsme zjistili prakticky stejný zdánlivý a jalový výkon, přičemž činný výkon je řádově nižší. U cívky je to obdobné, ale činný výkon je vyšší. Největší rozdíl je u rezistoru, kde se prakticky rovná výkon činný se zdánlivým a menší je jalový výkon – imaginární složka impedance.

Při porovnání měření 5. a 6. je jasně zřejmé, že pokud kompenzujeme zátěž induktivního charakteru kapacitním a naopak, potom rychle roste činný výkon.