Struktura

Měření výkonu střídavého proudu

Výkon P je veličina, která vyjadřuje množství práce W, která se vykoná za jednotku času t.

P = W/t     [W; J, s]

DRUHY STŘÍDAVÝCH VÝKONŮ, ÚČINNÍK

Okamžitý výkon elektrického střídavého proudu je dán součinem okamžitých hodnot napětí a proudu p(t) = u(t)·i(t).

Z efektivních hodnot proudu a napětí počítáme u harmonických průběhů tyto druhy střídavých příkonů:

  • činný - vykonává užitečnou elektrickou práci, vzniká na spotřebičích s odporovým charakterem (např. topná spirála)

P = U·I·cosφ      [W; V, A, deg]

  • jalový - nekoná práci, ale vytváří magnetické nebo elektrické pole, představuje výměnný výkon mezi zdrojem a cívkou (kondenzátorem)

Q = U·I·sinφ      [var; V, A, deg]

  • zdánlivý - je dán součinem efektivních hodnot napětí a proudu.

S = U·I                 [VA; V, A]

 

MĚŘENÍ VÝKONŮ JEDNOFÁZOVÉHO SPOTŘEBIČE

Měření činného výkonu

  • měříme wattmetrem

Měření zdánlivého výkonu

  • měříme střídavým voltmetrem a ampérmetrem; hodnotu výkonu vypočítáme

Měření jalového výkonu

  • pokud známe činný a jalový výkon, můžeme jalový určit výpočtem.

Q = (S2 -  P2)1/2        [var; VA, W]

 

MĚŘENÍ VÝKONU TROJFÁZOVÉHO SPOTŘEBIČE

Činný 3-fázový výkon

  • celkový činný výkon 3-fázového proudu je roven součtu výkonů v jednotlivých fázích

    P3f = PL1 + PL2 + PL3                    [W; W, W, W]

 

obrazek

Obr. 1: Měření pomocí tří wattmetrů

  • měříme třemi wattmetry, přičemž napěťové cívky jsou připojeny na fázové napětí (mezi fázi a PEN); je-li souměrný spotřebič (zátěž ve všech fázích stejná), stačí měřit jedním wattmetrem a údaj násobit třemi

   P3f = 3 · PL1

Zdánlivý 3-fázový výkon

  • třífázový výkon zdánlivý S3f se měří doplněním měřícího obvodu o voltmetry a ampérmetr, pak:

S3f = Ul1·IL1 + Ul2·IL2+ Ul3·IL3           [VA; V, A]

Jalový 3-fázový výkon

 

  • třífázový výkon jalový Q3f určíme výpočtem:

Q3f = (S3f2 - P3f2)1/2               [var; VA, W]

 

Zdroje

  • KYSELÝ, Libor. Elektrotechnická měření. Interní skriptum, VOŠ a SPŠE Olomouc. 2013

Obrázky

Praktická ukázka

SPECIÁLNÍ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ VÝKONŮ SÍŤOVÝCH SPOTŘEBIČŮ

  • měří napětí, proud, spotřebu elektrické energie, činný, zdánlivý a jalový příkon, účiník, kmitočet

  • změřené hodnoty může ukládat do paměti, převést do počítače, určovat maximální a minimální hodnoty, počítat průměrné hodnoty veličin, celkovou spotřebu za určitý čas ap.

  • vlastnosti:

    • vstupní napětí: 230 VAC/ 50 Hz

    • přesnost měření: 1 % + 1 dgt

    • příkon spotřebiče: max. 3500 W

    • rozlišení: 0,1 W

Obr. 2: Měřič elektrické energie Voltcraft

Víte, že ...

Účiník

Je veličina, která vyjadřuje podíl činného a zdánlivého elektrického výkonu. Vyjadřuje, jak velkou část zdánlivého výkonu lze přeměnit na užitečnou energii. Jeho velikost je závislá na fázovém posunu mezi proudem a napětím v obvodu.

cos φ = P/S     [ - ; W, VA]

Hodnoty účiníku se pohybují od 0 do 1. V praxi musí spotřebitel elektrické energie velikost účiníku kompenzovat (např.: na hodnoty 0,95 - 1, neplatí pro domácnosti).

Logolink