LUCRAREA 6

MASURAREA PUTERII ACTIVE IN CIRCUITE DE CURENT ALTERNATIV MONOFAZAT

I. PARTEA TEORETICA:

Expresia puterii active absorbite de un consumator de curent alternativ sinusoidal este:

P=UIcos [W]

unde : U si I sunt valoriile efective ale tensiunii la borne, respectiv curentul absorbit de consumator, unghiul

de defazaj intre tensiune si curent, iar cos se numeste factor de putere.

Pentru masurarea puterii active in circuite de curent alternativ monofazat se folosesc wattmetre

electrodinamice sau feromagnetice. Wattmetrele electrodinamice sunt instrumente cu camp radial , avand

bobinele de curent conectata in serie cu consumatorul (parcursa de curentul consumatorului), iar bobina de

tensiune cuplata cu o rezistenta aditionala in paralel cu consumatorul (alimentata la tensiunea

consumatorului), conform schemei din Fig.1.

Fig 1.

Deviatia instrumentului este proportionala cu puterea activa, scara wattmetrului fiind uniforma. Cate una

din bornele circuitelor de tensiune, respectiv de curent sunt marcare cu “*”. Pentru ca deviatia sa fie pozitiva

(in sensul normal al scarii) circuitele de curent si tensiune se conecteaza astfel incat curentul care le

parcurge sa aiba acelasi sens in raport cu bornele marcate (de ex ambii curenti sa intre simultan in nbornele

marcate)

Marimiile nominale ale unui wattmetru sunt:

-Curentul nominal (domeniu de curent) IN

-Tensiunea nominala (domeniu de tensiune) UN

-Factorul de putere nominal cos

Domeniu de putere PN este puterea care determina deviatia instrumentului la ultimul reper marcat pe

scara si se calculeaza cu relatia (1):

PN=INUN cos (1)

Marimile nominale se indica pe cadran sau langa bornele aparatului. Daca factorul de putere nominal

nu este inscris pe aparat se subânţelege valoarea cos = 1.

Constanta wattmetrului se calculeaza cu relatia :

CP

a

I U

aWN N N N max max

cos[W/div] (2)

In care amax este numarul maxim de diviziuni al scarii

Puterea masurata se calculeaza cu relatia ( 3 )

PW=CWa (3)

unde a este indicatia aparatului.

1

Relatia (3) corespunde cazului in care wattmetrul se conecteaza direct in circuit, conform Fig.2. In

circuit se conecteaza un ampermatru si un voltmetru cu care se urmaresc permanent marimiile U si I care nu

trebuie sa depaseasca UN si IN ale wattmetrului . Montajul introduce erori sistematice, datorita consumului de

putere al voltmetrului si circuitului de curent al wattmetrului. Corectarea acestor erori se face cu relatia (4)

P PU

RR IW

VWI

22

(4)

unde PW este puterea indicata de wattmetru, RV este rezistenta interna a voltmetrului, RWI este rezistenta

circuitului de curent al wattmetrului.

Fig. 2

In circuite in care I depaseste domeniul de curent al wattmetrului, bobina de curent se conecteaza prin

intermediul unui transformator de masura de curent (schema indirecta). In acest caz puterea se calculeaza

cu relatia (5)

P=kiCWa (5)

unde ki este raportul de transformare , CW este constanta wattmetrului si a numarul de diviziuni indicate de

wattmetru. Daca atat curentul cat si tensiunea din circuit depasesc domeniile wattmetrului, acesta se

conecteaza prin intermediul unui transformator de tensiune (schema indirecta), iar puterea se calculeaza cu

relatia (6)

P=kikuCWa (6)

in care ki este raportul transformatorului de curent si ku raportul transformatorului de tensiune.

II. PARTEA EXPERIMENTALA :

II.1 Masurarea puterii active cu conectarea directă a wattmetrului in circuit.

Se va realiza montajul din Fig.3, iar rezutatele se noteaza in tabelul TAB1.

Fig. 3

TAB1

Date wattmetru Masuratori Marimi calculate

amax

[div]

UN

[V]

IN

[A]

cos CW

W/div

Rwi

[]

U

[V]

I

[A]

a

[div]

RV

[]

Pw

[W]

P

[W]

S

[VA]

Q

[VAr]

cos

II.2. Măsurarea puterii active cu schema indirecta

Se va realiza montajul din Fig.4. Rezultatele se notează în tabelul TAB2.

2

Fig. 4

TAB2

Date wattmetru Masuratori Marimi calculate

amax

[div]

UN

[V]

IN

[A]

cos CW

W/div

ki U

[V]

I’

[A]

a

[div]

Pw

[W]

P

[W]

S

[VA]

Q

[VAr]

cos

III. PRELUCRAREA REZULTATELOR :

1. Se măsoară rezistenţa voltmetrului cu ajutorul ohmmetrului

2. Se completeaza TAB1 folosind relatiile (2), (3), (4) si:

S=UI [VA] (6)

Q2=S2-P2 [Var] (7)

cos=P/S (8)

3. Se completeaza TAB2 folosind relatiile (2), (5), (6), (7), (8) si

I=kiI’ [A]

unde I’ este curentul citit pe ampermetru iar ki=15/5

3