Лабораторная работа № 3
Измерение мощности в цепях постоянного и переменного тока
В данном разделе приведены задания по прямому и косвенному измерению мощности в электрических цепях постоянного и переменного тока.
Задание 1 - Косвенное измерение мощности методом амперметра и вольтметра.
Задание 2 - Определение методической погрешности измерений мощности,
обусловленной влиянием приборов
Задание 3 - Калибровка ваттметра на постоянном токе с помощью образцовых
амперметра и вольтметра.
Задание 4 - Прямое измерение активной мощности в цепи синусоидального тока.
Косвенное измерение мощности методом амперметра и вольтметра
- Цель работы
- Лабораторная установка и схема электрическая соединений
- Перечень аппаратуры
- Указания по проведению эксперимента
Цель работы
Ознакомление с методом косвенного измерения мощности в электрической цепи – методом амперметра и вольтметра.
Лабораторная установка и электрическая схема соединений
Из теории электрических цепей известно, что мощность в ветви электрической цепи определяется произведением тока, протекающего по ветви, на напряжение на этой ветви (рис. 3.1.1).
| а) |
| б) |
Рис. 3.1.1. Мощность ветви электрической цепи.
а) мощность, потребляемая в ветви постоянного тока;
б) полная мощность ветви переменного тока.
U, I – действующие значения напряжения и тока ветви.
Данное определение используется для косвенного измерения мощности методом амперметра и вольтметра, измеряющих ток и напряжение на участке цепи. По показаниям этих приборов вычисляется мощность участка электрической цепи 
.
В цепи постоянного тока полярность включения приборов позволяет определить направление передачи энергии. На рис. 3.1.1а напряжение и ток направлены одинаково относительно зажимов «+» вольтметра и амперметра. В этом случае положительные показания приборов (
, 
) дают положительное значение мощности 
. Это соответствует мощности, отдаваемой источником 
и потребляемой нагрузкой 
. Если вместо нагрузки включить цепь, содержащую источники энергии, то, например, смена знака тока (
) будет соответствовать 
, т. е. передаче мощности из цепи, замещающей , к источнику
Для цепи переменного тока, в общем случае, методом амперметра и вольтметра определяется полная мощность участка электрической цепи 
, где 
и 
- действующие значения напряжения и тока рассматриваемого участка цепи. Полная мощность 
совпадает с активной мощностью 
для цепи, содержащей только активные сопротивления .
Электрические схемы соединений лабораторных установок для измерения мощности методом амперметра и вольтметра приведены на рис. 3.1.2 для постоянного тока, и на рис. 3.1.3 – для переменного тока. Установки (рис. 3.1.2 и 3.1.3) состоят из однофазного источника питания G1 (218), блока генераторов A1 (212.2) с выходами регулируемых постоянного и переменного напряжений, мультиметров MY60 (блок А3, 510.1) и РС5000 (блок А2, 534), блока резисторов А7 (2330).
В схемах рис. 3.1.2 измеряется мощность переменного резистора 330 Ом блока А7 (2330). Напряжение на резисторе устанавливается регулируемым источником постоянного или переменного напряжения (блок А1). Дополнительная регулировка тока в цепи осуществляется изменением сопротивления этого резистора. Задав напряжение и ток испытываемого элемента измеряют их величину амперметром и вольтметром (мультиметры блоков А2 и А3), и по результатам измерения и вычисляют мощность .
Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блоков А1 (212.2) и приборов А2 (534) и А3 (510.1), требующих сетевого питания.
Рис. 3.1.2. Схема электрическая соединений для измерения мощности методом амперметра и вольтметра в цепи постоянного тока.
Рис. 3.1.3. Схема электрическая соединений для измерения мощности методом амперметра и вольтметра в цепи переменного тока.
Перечень аппаратуры
| Обозначение | Наименование | Тип | Параметры |
| G1 | Однофазный источник питания | 218 | ~ 220 В / 16 А |
| А1 | Блок генераторов напряжения | 212.2 | Синусоидальное напряжение Частота 0,2…20 кГц, Амплитуда 0…10 В |
| А2 | Мультиметр | 534 | Цифровой мультиметр SANWAPC5000 |
| А3 | Блок мультиметров | 510.1 | Аналоговый мультиметр 7050, цифровой мультиметр MY60 |
| А7 | Блок резисторов | 2330 | Переменные резисторы 2х10 кОм; 330 Ом; 10 Ом |
