Măsurări electrice și electronice

MĂSURAREA PUTERII ACTIVE ŞI DETERMINAREA CARACTERISTICILOR CONSUMATORILOR ÎN CIRCUITE DE CURENT ALTERNATIV MONOFAZAT

14.1. Scopul lucrării

În lucrare se prezintă o metodă de măsurare a puterii absorbită de consumatori în circuite de curent alternativ monofazate şi determinarea caracteristicilor acestora.

14.2. Consideraţii teoretice

Măsurarea puterii active consumată într-un circuit de curent alternativ monofazat de un consumator Z se poate face folosind schemele prezentate în fig.14.1 şi 14.2. În ambele scheme se foloseşte un wattmetru W, la care bornele de intrare sunt notate cu simbolul (*), un voltmetru V şi un ampermetru A.

Fig.14.1 Fig.14.2

Cu ajutorul ultimelor două instrumente se controlează valorile tensiunii şi curentului ce acţionează asupra wattmetrului, pentru evitarea depăşirii valorilor nominale ce caracterizează wattmetrul. Indicaţiile voltmetrului şi ampermetrului se folosesc pentru corecţia erorilor şi pentru determinarea caracteristicilor consumatorului Z.

În schema din fig.14.1, indicaţia wattmetrului este:

P w = I2R + I2(Rwa + Ra) = P + I2(Rwa + R) (14.1)

unde I este curentul măsurat de ampermetru, Rwa rezistenţa bobinei de curent a wattmetrului, Ra rezistenţa ampermetrului, iar P puterea activă absorbită de consumatorul Z a cărui rezistenţă echivalentă în curent alternativ (inclusiv rezistenţa corespunzătoare pierderilor în fier sau în dielectric) este R. În relaţia (14.1) s-a neglijat rezistenţa firelor de legătură şi a contactelor, care apare în serie cu consumatorul. Din relaţia (14.1) se obţine:

P = P w - I2(Rwa + Ra) (14.2)

Eroarea sistematică absolută de metodă este:

P s = P w - P = I2(Rwa + Ra) (14.3)

iar corecţia ce trebuie adăugată indicaţiei P w a wattmetrului pentru a obţine puterea activă P rezultă:

C = - P s = -I2(Rwa + Ra) (14.4)

Eroarea sistematică relativă procentuală este:

(14.5)

Rezistenţa R a consumatorului Z, considerat ca fiind format din rezistenţa R legată în serie cu o reactanţă X, se calculează cu relaţia:

(14.6)

iar reactanţa X cu relaţia:

(14.7)

unde U este tensiunea măsurată de voltmetru. Impedanţa consumatorului este:

Z= (14.8)

iar factorul de putere:

cos = (14.9)

În cazul măsurătorilor tehnice, dacă:

R (Rwa + Ra).103 (14.10)

atunci

0,1% (14.11)

şi se poate considera că wattmetrul măsoară puterea P absorbită de consumatorul Z, caz în care numai este necesară introducerea corecţiei