UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.7. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Transcript

1 Stredná priemyselná škola dopravná, Sokolská 911/94, Zvolen Kód ITMS projektu: Názov projektu: Zvyšovanie flexibility absolventov v oblasti dopravy UČEBNÉ TEXTY Pracovný zošit č.7 Vzdelávacia oblasť: Predmet: Ročník, triedy: Tematický celok: Vypracoval: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania Tretí, triedy III B, III C Základné merania Ing. Alžbeta Kršňáková Dátum: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ

2 Obsah 1. TEÓRIA: PRVKY A ODPORY V STRIEDAVOM OBVODE LABORATÓRNE CVIČENIE č.7: MERANIE IMPEDANCIE V JEDNOFÁZOVOM OBVODE. VERZIA UČITEĽ LABORATÓRNE CVIČENIE č.7: MERANIE IMPEDANCIE V JEDNOFÁZOVOM OBVODE. VERZIA ŽIAK POUŽITÉ ZDROJE Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 1 z 11

3 MERANIE IMPEDANCIE 1. TEÓRIA: PRVKY A ODPORY V STRIEDAVOM OBVODE Prvky v elektrickom obvode sú: odpor - R [Ω] indukčnosť - L [H] kapacita - C [F] Odpory v striedavom obvode sú: 1. reélne, činné R [Ω] - rezistor 2. jalové, imaginárne X [Ω] - reaktancia X L indukčná reaktancia od indukčnosti X C kapacitná reaktancia od kapacity 3. zdanlivé Z [Ω] - impedancia celkový odpor v striedavom obvode Rezistor R [Ω] je reálny (činný) odpor. Indukčnosť L [H], kapacita C [F] nie sú odpory, ale prepočtom pomocou uhlovej frekvencie z týchto prvkov vznikajú jalové odpory, reaktancie X. X L indukčná reaktancia X L = 2πfL [s -1 VsA -1 = VA -1 =Ω] X C kapacitná reaktancia Impedancia Z [Ω] je zdanlivý celkový striedavý odpor, ktorý sa vypočíta vektorovým súčtom reálneho a jalového odporu. Impedancia je vektorová veličina, ktorá má veľkosť smer a orientáciu. Z = R + jx Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 2 z 11

4 Výpočet impedancie, účinníka, odporu, reaktancie, indukčnosti a kapacity z nameraných hodnôt: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 3 z 11

5 2. LABORATÓRNE CVIČENIE č.7: MERANIE IMPEDANCIE V JEDNOFÁZOVOM OBVODE. VERZIA UČITEĽ ZADANIE ÚLOHY: Zostavte zapojenie na meranie impedancie v jednofázovom obvode so záťažou R,L,C a R,L. Z nameraných hodnôt vypočítajte veľkosť Z, X, X L, X C, C, L a cosφ. V grafickej závislosti nakreslite vektorové diagramy odporov pre R,L,C a R,L záťaž. Vo vyhodnotení merania porovnajte veľkosť impedancií, odporov a účinníkov pri rozdielnych zaťaženiach. Zdôvodnite správnosť kompenzácie účinníka svetelného zdroja. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj dvojpólový vypínač - frekventomer - ampérmeter - wattmeter - voltmeter - záťaž - výbojka - R tlmivka - L kondenzátor - C SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: - vyberte vhodné meracie prístroje podľa schémy zapojenia, - zapojte elektrický obvod podľa predloženej schémy zapojenia, - po skontrolovaní zapojenia elektrického obvodu, pripojte elektricky obvod na zdroj napätia, - po ustálení stavu na meracích prístrojoch, vykonajte meranie pri zapojení všetkých troch záťažových prvkov, - namerané hodnoty zapíšte do tabuľky do riadku s poznámkou RLC, - bez vypnutia elektrického obvodu, odpojte kondenzátor a namerané hodnoty zapíšte do tabuľky do riadku s poznámkou RL, - podľa predložených vzorcov vypočítajte veľkosti impedancií, odporov, reaktancií, indukčností, kapacitu a účinníky pri RLC a RL záťaži. TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 4 z 11

6 f = Hz Č.M. I [A] U [V] α W k W P [W] S [VA] cosφ φ Z [Ω] R [Ω] X [Ω] X L [Ω] X C [Ω] L [mh] C [μf] Poznámka 1 RLC 2 RL VÝPOČET: GRAFICKÁ ZÁVISLOSŤ: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 5 z 11

7 ZHODNOTENIE MERANIA: Porovnajte veľkosť impedancií a odporov pri RLC a RL záťaži. Porovnajte fázové posuny z vektorových diagramov odporov pri rozdielnych zaťaženiach. Zdôvodnite, či je kompenzácia účinníka svetelného zdroja podľa normy. V prípade nesprávneho vykompenzovania obvodu navrhnite riešenie. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 6 z 11

8 3. LABORATÓRNE CVIČENIE č.7: MERANIE IMPEDANCIE V JEDNOFÁZOVOM OBVODE. VERZIA ŽIAK ZADANIE ÚLOHY: Zostavte zapojenie na meranie impedancie v jednofázovom obvode so záťažou R,L,C a R,L. Z nameraných hodnôt vypočítajte veľkosť Z, X, X L, X C, C, L a cos φ. V grafickej závislosti nakreslite vektorové diagramy odporov pre R,L,C a R,L záťaž. Vo vyhodnotení merania porovnajte veľkosť impedancií, odporov a účinníkov pri rozdielnych zaťaženiach. Zdôvodnite správnosť kompenzácie účinníka svetelného zdroja. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj - dvojpólový vypínač - frekventomer - ampérmeter - wattmeter - voltmeter - záťaž - výbojka - R tlmivka - L kondenzátor - C SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: Sem doplňte stručný postup pri meraní. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 7 z 11

9 TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: f = Hz Č.M. I [A] U [V] α W k W P [W] S [VA] cosφ φ Z [Ω] R [Ω] X [Ω] X L [Ω] X C [Ω] L [mh] C [μf] Poznámka 1 RLC 2 RL VÝPOČET: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 8 z 11

10 GRAFICKÁ ZÁVISLOSŤ: ZHODNOTENIE MERANIA: Porovnajte veľkosť impedancií a odporov pri RLC a RL záťaži. Porovnajte fázové posuny z vektorových diagramov odporov pri rozdielnych zaťaženiach. Zdôvodnite, či je kompenzácia účinníka svetelného zdroja podľa normy. V prípade nesprávneho vykompenzovania obvodu navrhnite riešenie. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 9 z 11

11 4. POUŽITÉ ZDROJE 1. Elektrotechnická měření; BEN technická literatúra; Praha Antošovský V.:Elektrické merania I. Alfa press, s.r.o. Bratislava Tuma M.,Hajach T.,Šteliarová E.:Základy elektrotechniky I. Alfa press, s.r.o.; Bratislava Tuma M., Hajach T., Šteliarová E.:Základy elektrotechniky II. Alfa press, s.r.o.; Bratislava 2005 Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 10 z 11