Измерение работы и мощности в цепи однофазного переменного тока.

1. Ознакомиться с устройством счетчика и ваттметра и схемами их включения.

2.
Включить измерительные приборы в соответствии со схемой, показанной на рис. 14.

Рис 14. Схема соединений приборов для измерения мощности и энергии в однофазной цепи переменного тока и для поверки электрических счётчиков.

3. Измерить мощность, силу тока и напряжение. (Показания счетчика записывают в начале опыта и по истечении 10 мин. Нагрузка – чисто активная – лампа накаливания). Результаты записать в таблицу. Измерения выполнить при различном количестве ламп.

4. Повторить испытания при нагрузке, состоящей из индуктивной катушки и активного сопротивления. Результаты испытаний записать в таблицу. Измерения выполнять при различных силах тока.

5. Собрать схему, показанную на рис. 16, нате же нагрузки и проверить потребляемую мощность с помощью трех приборов.

6. Составить отчет.

Электрической энергией называется работа, выполняемая электрическим током в течение какого-либо отрезка времени. Электрическую энергию измеряют электрическим счетчиком и определяют как произведение активной электрической мощности Р на время t:

W = Pt

За единицу энергии принят один джоуль (Дж): 1 Дж = 1 Вт х 1 с. Джоуль очень маленькая единица, поэтому в практике пользуются единицей в 3 600 000 раз большей – 1 кВт.ч. В этом случае активную электрическую мощность Р измеряют в киловаттах, а время t – в часах. 1 кВт/ч энергии равен 367 200 кгс.м, или 860 ккал.

Электрическая мощность определяется как работа, совершенная электрическим током в единицу времени, и за единицу ее принят 1 Вт = 1 Дж/ 1с. при переменном однофазном токе полную электрическую мощность измеряют в вольт-амперах

( В ^.А) и определяют по формуле

S = UI,

где U – действующее напряжение, В; I - действующая сила тока, А.

активную электрическую мощность однофазного переменного синусоидального тока измеряют в ваттах ( Вт ) и определяют по формуле

P = IU cos φ = I²r

Если приемники электрической энергии создают магнитное или электрическое поле, как, например, электродвигатели, сварочные трансформаторы и другие подобные установки, то кроме активной мощности в этом случае к потребителю электрического тока подводится реактивная мощность, которую обозначают Q, измеряют в вольт-амперах реактивных ( ВАр ) и определяют по формуле

Q = IU sin φ = I²x

Если известны активная и реактивная мощности, подводимые к потребителям электрической энергии, можно определить полную мощность электрической цепи, представляющую собой их геометрическую сумму

Полную электрическую мощность можно измерить при помощи вольтметра и амперметра. Измерять активную мощность в цепи однофазного переменного тока можно двумя методами: включением в цепь специального электроизмерительного прибора – ваттметра (рис. 15) или трех электроизмерительных приборов – вольтметра, амперметра и фазометра ( рис. 16). Во втором случае мощность подсчитывают перемножением показаний всех трех приборов.

Рис 15Схема включения Рис 16Схема включения приборов

однофазного ваттметра. для измерения мощности в цепи

однофазного переменного тока.

Ваттметр снабжен двумя катушками: токовой, включаемой последовательно с потребителями, по которой проходит весь измеряемый ток (точно так же, как по катушке амперметра), и напряжения с добавочным сопротивлением, которая включена так же, как вольтметр, т.е. показания ваттметра – это произведение трех величин: напряжения U, силы тока I и коэффициента мощности cos φ. При подключении зажимов ваттметра к измеряемой цепи необходимо соединить начала и концы его обмоток в соответствии с направлением электрической энергии от генерирующей станции к потребителю. Начала ( генераторные зажимы) ваттметров обозначают звездочкой. Если нарушить этот порядок, стрелка ваттметра

будет отклоняться в противоположную сторону.