Argument Tema proiectului meu “Masurarea puterii electrice ”face parte din domeniul pregatirii mele profesionale. In cei patru ani d e studiu am obordat intreaga gama de module de pregatire in domeniul „Electronica si Automatizarii” insa cel mai mult m-a atras modulul care are o larga aplicab ilita te in domeni ul electri c. In cadrul elaborarii proiectului meu ar trebu ii sa-mi extind aria de cunos tint e studi ind, fapt ce imi permite o pregatire profesionala mai buna. Lucrarea cuprinde mai multe capitole conform tematicii primite. entru real izar ea ei am st ud ia t ma terial ul bi bl io gr af ic indi ca t, pr ecum !i al te surs e bibliografice, cum ar fi site -urile de pe internet. Te ma aleasa este structurata in capit ole abordate separat ca p"rti distincte. #ont ri butia pe rso nala pr i$ind elaborarea pro iect ul ui co nsta in select area informatiilor te%nice&practice si teoretice specifice specializarii. 'n acest fel am corelat cuno!tin(ele teoretice !i practice dob)ndite *n timpul studiilor liceale cu cele *nt)lnite cu documenta(ia te%nic" de specialitate parcurs" *n perioada de elaborare a lucrarii de atestat. Am ales acest proiect de atestat profesional din lista oferita de indrumatorul de proiect, deoarece este un proiect te%nic, si mi s-a parut interesant si util pentru examenul de obtinere a certificatului de atestare profesionala. Aceast" lucra re reprezint" rodul muncii m ele !i totodata o pro$ocare pentru studiul !i practica $iitoare *n domeniul aflat *ntre !tiin(" !i art" al electronicii.Luc rar ea de fa( a rea liz at" la sfa r!i tul per ioa dei de per fec (io nar e profesional" *n cadrul liceului, consider c" se incadreaz" in contextul celorafirmate mai sus. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Tema proiectului meu “Masurarea puterii electrice”face parte din domeniul
pregatirii mele profesionale. In cei patru ani de studiu am obordat intreaga gama demodule de pregatire in domeniul „Electronica si Automatizarii” insa cel mai multm-a atras modulul care are o larga aplicabilitate in domeniul electric. In cadrulelaborarii proiectului meu ar trebuii sa-mi extind aria de cunostinte studiind, faptce imi permite o pregatire profesionala mai buna.
Lucrarea cuprinde mai multe capitole conform tematicii primite. entrurealizarea ei am studiat materialul bibliografic indicat, precum !i alte surse
bibliografice, cum ar fi site-urile de pe internet.
Tema aleasa este structurata in capitole abordate separat ca p"rti distincte.#ontributia personala pri$ind elaborarea proiectului consta in selectareainformatiilor te%nice&practice si teoretice specifice specializarii.
'n acest fel am corelat cuno!tin(ele teoretice !i practice dob)ndite *n timpul
studiilor liceale cu cele *nt)lnite cu documenta(ia te%nic" de specialitate parcurs" *n
perioada de elaborare a lucrarii de atestat. Am ales acest proiect de atestat
profesional din lista oferita de indrumatorul de proiect, deoarece este un proiect
te%nic, si mi s-a parut interesant si util pentru examenul de obtinere a certificatului
de atestare profesionala. Aceast" lucrare reprezint" rodul muncii mele !i totodata o
pro$ocare pentru studiul !i practica $iitoare *n domeniul aflat *ntre !tiin(" !i art" al
electronicii. Lucrarea de fa(a realizat" la sfar!itul perioadei de perfec(ionare
profesional" *n cadrul liceului, consider c" se incadreaz" in contextul celor
Importanta practica a masurarilor electrice in te%nica moderna nu mai necesita sublinieri .
Atat sc%imburile de energie, cat si sc%imburile de informatie se fac cel mai frec$ent pe suportul
marimilor electromagnetice, a caror masurare precisa conditioneaza desfasurarea normala a
proceselor implicate.
rin masurari electrice se intelege masurarea marimilor electromagnetice, prin orice
mi6loace, electromecanice, electrotermice, electrooptice, electronice etc.
0asurarea puterii constituie una din putinele masurari electrice care poate fi efectuata in
intregul spectru de frec$enta al marimilor electromagnetice din curent continuu pana la
frec$entele de racordare cu spectrul radiatiilor inflarosii. uterea masurata este fie puterea
absor$ita de aparatul de masurat de la un generator fie puterea transmisa pe un circuit de la un
generator la o sarcina, ambele exterioare aparatului. In primul caz masurarea se face cu un7attmetru de absortie iar in al doilea caz cu un 7attmetru de trecere.
1. Masurarea puterii absorbite 3masurarea puterii absorbite se executa in cazurile in care
este necesar sa se determine puterea pe care o poate debita un generator, sau un alt sistem
de generare si&sau de transmitere a puterii, pe o sarcina specificata. 0asurarea puterii
absorbite in audiofrec$enta se efectueaza cu aparatele specializate numite 7attmeter de
iesire.2. Masurarea puterii transmise 3pentru masurarea puterii transmise este necesara
multiplicarea tensiunii si a curentului urmata de medierea produsului obtinut.
3. Masurarea energiei 3oricare din aparatele de masurat puterea acti$a poate fi utilizat
pentru masurarea energiei acti$e, daca se integreaza in timp marimea de iesire a
aparatului. #ontoarele electromecanice utilizate in prezent sunt bazate pe multiplicatorul
cu inductie. #ontoarele electronice s-au oprit la multiplicatorul cu modulatie in
amplitudine si durata care le asigura o precizie superioara tuturor contoarelor
electromecanice cunoscute.
Cap 2. Masurarea puterii în circuite monofazate de curent alternativ
resupun)nd un dipol electric a$)nd aplicata la borne tensiunea u si fiind parcurs decurentul I, puterea instantanee la borne este data de relatia
p8ui
uterea instantanee este primita sau cedata, dupa cum sensurile tensiunii la borne u sicurentul i, se asociaza dupa regula de la receptoare sau generatoare.
uterea acti$a consumata de un receptor sau debitata de un generator se defineste ca$aloarea medie a puterii instantanee luata pe o perioada.
uterea aparenta + este produsul $alorilor efecti$e ale tensiunii si curentului
+89I
uterea reacti$a
:89I sin ;
In circuitele de ca. monofazat, puterea acti$a se masoara cu a6utorul 7attmetrelor electrodinamice sau feromagnetice are bobina fixa legata *n serie in circuitul de masurare sidimensionata astfel meat sa permita trecerea curentului / absorbit de receptor< bobina mobilaeste montata *n serie cu o rezistenta aditionala, la bornele ci aplic)ndu-se tensiunea 9 =ig.2.
=ig.2.
>e$iatia a a 7attmetrului este proportionala cu puterea acti$a data de tensiunea aplicatacircuitului de tensiune si curentul ce parcurge bobina de curent a 7attmetrului.
entru ca indicatia 7attmetrului sa fie obtinuta *n sensul normal al scarii sale, c)nd ?@,trebuie respectata polaritatea bornelor aparatului. In acest scop, *nceputurile bobinelor de curent
si de tensiune sunt marcate cu un semn distincti$ asterix, sageata, litera, etc.
Indicatia 7attmetrului depinz)nd de ung%iul de defaza6 prin factorul de putere cos p,
rezulta ca pentru $alori ale ung%iului p cuprinse *ntre -B@C si DB@, de$iatia este *n sensul normal
al scarii. >e$iatia de$ine negati$a pentru ung%iuri ce depasesc B@ indiferent *n ce sens, ceea ce
se *nt)mpla la alimentarea circuitelor 7attmetrului cu surse diferite ex la utilizarea lor *n
circuitele trifazate< pentru a se obtine de$iatia *n sensul normal a scarii se in$erseaza polaritatea
la unul din circuitele 7attmetrului se sc%imba cu /F@ faza curentului fie *n bobina de curent fie
*n bobina de tensiune, citirea respecti$a lu)ndu-se cu semnul minus.
>eterminarea puterii masurate de 7attmetru se face pe baza relatiei 8#7GH7, unde #7
este constanta 7attmetrului, iar H7 este numarul de di$iziuni citite *n momentul masurarii.
#onstanta 7attmetrului se determina pe baza $alorilor nominale ale curentului, tensiunii
si factorului de putere, de obicei egal cu unitatea, $alori pentru care de$iatia a trebuie sa
rezulte egala cu de$iatia maxima.
#ircuitele de curent si de tensiune ale 7attmetrului sunt dimensionate pentru anumite
$alori nominale ale curentului si tensiunii. Extinderea domeniului de masurare a bobinei detensiune se realizeaza p)na la tensiuni de J@@ prin montarea *n circuitul de tensiune al
7attmetrului a unor rezistente aditionale. entru tensiuni mai mari de J@@, se utilizeaza
transformatoare de masura de tensiune. #ircuitele de curent ale 7attmetrelor sunt dimensionate,
*n general pentru curenti p)na la KA.
entru curenti mai mari de KA, extinderea domeniului de masura a circuitului de curent
se realizeaza prin transformatoare de masura de curent.
>atorita dependentei de$iatiei 7attmetrului de factorul de putere cos p, se poate*nt)mpla, *n cazul unei folosiri neatente *n monta6ele de laborator, ca circuitele de curent si de
tensiune s) fie supra*ncarcate si totusi de$iatia sa nu depaseasca $aloarea sa maxima .
>e aceea, se recomanda sa se foloseasca *n acelasi monta6 cu 7attmetrul, un ampermetru si un
$oltmetru pentru urmarirea *n permanenta a marimilor din circuit curent si tensiune, care nu
trebuie sa depaseasca limita superioara a inter$alului de masurare al circuitelor 7attmetrului.
0asurarea puterii acti$e *n circuitele monofazate se realizeaza cu a6utorul 7attmetrului
legat *n monta6 amonte si *n monta6 a$al .+e masoara puterea acti$a consumata de receptorul ,
utiliz)ndu-se urmatoarele notatii
7 - indicatia 7attmetrului<
I - $aloarea efecti$a a curentului indicat de ampermetru<
9 - $aloarea efecti$a a tensiunii masurate de $oltmetru<
M 7 - rezistenta circuitului de tensiune a 7attmetrului<
r 7 - rezistenta bobinei de curent a Nattmetrului.
c!eme de lucru si aparate folosite
0onta6ul / pentru masurarea puterii *n c.c. cu ampermetru si $oltmetrul
A-ampermetru KA<-$oltmetru,M- rezistentaO-*ntrerupator cu doua pozitii
0onta6ul 2
pentru masurarea puterii acti$e *n circuite monofazate de ca.
A - ampermetru KA< - $oltmetru - 4@@<N - 7attmetru - Ia8KA< 9J@<M a - rezistenta aditionala<P - bobina cu miez de fier<O / - *ntrerupator cu 2 pozitii<O 2 - *ntrerupator cu I pozitii<
'n circuitul de mai sus a$em o baterie de /F , !i un bec cu o rezisten(" de 4 Q. =olosind legea
lui 1%m pentru determinarea curentului, ob(inem
>up" ce am aflat $aloarea curentului, putem lua aceast" $aloare !i s" o *nmul(im cu cea atensiunii pentru a determina puterea
rin urmare, becul dega6" o putere de /@F N, at)t sub form" de lumin", c)t !i sub form" dec"ldur".
+" *ncerc"m acum s" lu"m acela!i circuit, dar s" m"rim tensiunea la bornele baterieisc%imb"m bateria !i s" $edem ce sa *nt)mpl". Intui(ia ne spune c" $a cre!te curentul prin circuit pe m"sur" ce tensiunea bateriei cre!te iar rezisten(a becului r"m)ne aceea!i. Ri puterea $a cre!tede asemenea.
Acum, tensiunea bateriei tensiunea electromotoare este de 4J *n loc de /F c)t era *nainte.Pecul are o $aloarea a rezisten(ei tot de 4 S. #urentul este acum.
Trebuia s" ne a!tept"m la acest lucru dac" I 8 E & M, !i dubl"m E-ul pe c)nd M-ul r"m)neacela!i, curentul ar trebui s" se dubleze. 'ntr-ade$"r, asta s-a !i *nt)mplat< acum a$em /2 A *n locde J A c)(i a$eam *nainte. +" calcul"m acum !i puterea
1bser$"m c" puterea a crescut precum ne-am fi a!teptat, dar a crescut pu(in mai mult dec)tcurentul. >e ce entru c" puterea este func(ie de produsul dintre tensiune !i curent, iar *n acestcaz, ambele $alori, !i curentul !i tensiunea, s-au dublat fa(" de $alorile precedente, astfel c" puterea a crescut cu un factor de 2 x 2, adic" 5. ute(i $erifica acest lucru *mp"r(ind 542 la /@F !iobser$)nd c" propor(ia dintre cele dou" $alori este *ntr-ade$"r 5.
=olosind reguli algebrice pentru a manipula formulele, putem lua formula original" a puterii !is" o modific"m pentru cazurile *n care nu cunoa!tem !i tensiunea !i curentul
'n cazul *n care cunoa!tem doar curentul I !i rezisten(a M
Cap 3. M&'(A()A P'*)(++ ),)C*(+C) -N C'()N* CN*+N''
1. Notiuni teoretice
uterea absorbita de un receptor, conectat fntr-un circuit de c.c, se defineste ca produsul fntretensiunea la bornele sale 9M si curentul pe care *l absoarbe de la sursa de alimentare, IM
uterea debitata de un generator se defineste ca produs *ntre tensiunea la bornele sale 9osi curentul debitat, Io
o89oIo 2
>in definitiile pu 2@52@722Ju terilor absorbite de un receptor consumator si debitatade un generator sursa, rezulta metodele de masurare a puterii *n c.c
a metoda indirecta cu ampermetrul si $oltmetrul<
b metoda directa cu 7attmetrul.
2. Metoda indirecta cu ampermetrul si voltmetrul /metoda voltampermetric"0
entru determinarea puterii consumate de receptor sau debitata de sursa, in c.c. se utilizeazadoua aparate magnetoelectrice un ampermetru si un $ol*metru. >upa modul de conectare al
$oltmetmlui fata de ampermetru, se disting monta6ul amonte fig.l.a. c)nd $oltmetrul este legat*n circuit *naintea ampermetru*ui si monta6 a$al fig. l.b. c)nd $oitmetrul este legat fn circuitdupa ampermetru.
>aca se noteaza cu 9 si I, indicatiile $oltmetrului, respecti$ ampermetruiui, cu M$ si MArezistentele interioare aUe $oltmetrului respecti$ ampermetruiui, expresiile puterii consumate dereceptor, respecti$ debitate de generator sunt
=ig.l.a. =ig.l.b.
Montaul
- puterea consumata de receptor- puterea debitata de sursa
+e constata ca puterea consumata de receptor M si puterea debitata de generator suntdate de produsul indicatiilor ampermetrului si $oltmetrului, din care se scad sau se aduna puterileconsumate de aparatele de masura A8M AGI2 si 892&M$.
In general, aceste consumuri fiind mici, se pot negli6a, si puterea se calculeaza cu relatiam89I.
Eroarea relati$a de metoda la masurarea puterii consumate de receptor M *n monta6amonte este cu at)t mai mica, cu c)t caderea de tensiune pe ampermetrul 9A8M AI este mai micadec)t caderea de tensiune pe receptorul M< monta6ul este adec$at pentru masurarea receptoarelor de puteri mari.
Eroarea relati$a de metoda la masurarea puterii consumate de receptor M *n monta6a$al este cu at)t mai mica, cu c)t curentul prin $oltmetru I 89&M este mai mic dec)t curentul I
din circuit, deci cu c)t rezistenta M$ a $oltmetrului este mai mare dec)t rezistenta receptorului M<
monta6ul este adec$at pentru masurarea consumului de putere al receptoarelor cu rezistenta mica,
deci a puterilor mici. Indiferent de ni$elul de conectare al aparatelor, *ntre puterile o - generata
de sursa< M - consumata de receptor si puterea absorbita de aparate A si $, exista relatia V8
M D A D $.
uterea reprezint" energia consumat" *n unitatea de timp 8N&t. 9nitatea de m"sur" pentru putere *n +I este 7attul a$)nd simbolul N.
'n curent continuu *ntreaga energie absorbit" de un consumator de la o surs" se consum", *n
sensul c" se transform" *n alte forme de energie caloric", mecanic", luminoas" etc.
0"surarea puterii electrice consumate de receptoare *n c.c. se poate face
-direct, cu a6utorul 7attmetrelor electrodinamice sau ferodinamice figura / a.
-indirect cu a6utorul a dou" aparate, ampermetru !i $oltmetru /metoda ampermetrului si
$oltmetrului0, conectate *ntr-un monta6 industrial a$al sau amonte figura / b.
a0 b0
ig.1
'n curent continuu puterea se poate calcula cu rela(ia 8 9WI.
ornind de la aceast" rela ie, se poate deduce faptul c" puterea consumat", *n curentț
continuu, de un receptor, a$)nd rezisten(a electric" M, se poate m"sura cu un ampermetru !i
$oltmetru.
0"surarea puterii *n c.c. prin metoda indirect" comport" dou" $ariante pentru instala(ia dem"surare, *n func(ie de modul de legare a $oltmetrului fa(" de ampermetru !i anume- varianta amonte figura 2 -$oltmetrul se leag" *naintea ampermetrului
- varianta aval figura 4- $oltmetrul se leag" dup" ampermetru
a0 b0
=ig.2
a0 b0
Fig.3
'n varianta amonte tensiunea 9 m"surat" de $oltmetru este suma dintre tensiunea la bornele receptorului 9M !i c"derea de tensiune pe rezisten(a intern" a ampermetrului 9A8r AI
In varianta aval intensitatea curentului electric,masurat" de ampermetru I, este suma
dintre intensitatea IM a curentului de sarcin", ce str"bate receptorul !i intensitatea I 8 9 & M a
>eoarece la 7attmetre exist" pericolul de supra*nc"rcare c%iar dac" indica(ia aparatului este
sub limita de m"surare $alorile I sau 9 pot dep"!i $alorile nominale c%iar dac" produsul IW9 este
*n limite nominale, la utilizarea 7attmetrului este necesar s" se monteze un ampermetru *n serie
!i un $oltmetru *n paralel cu a6utorul c"rora s" se poat" urm"ri *nc"rcarea 7attmetrului.
Montarea 6attmetrului in circuit. entru a ob(ine o indica(ie corect", *n sensul c" acul
indicator s" se deplaseze de la st)nga la dreapta, este necesar s" se respecte o anumit" ordine de
legare a celor dou" bobine. 'n acest scop, 7attmetrele sunt pre$"zute cu c)te o born" marcat"
printr-o stelu(" reprezent)nd *nceputurile bobinelor de curent !i de tensiune,care se $or lega
*ntotdeauna spre surs".
4attmetre cu mai multe domenii de m7surare.+unt pre$"zute cu mai multe domenii pentru
intensitatea curentului electric !i mai multe domenii pentru tensiune Exemplu I/8@,KA<284@@
figura J
Fig 6
entru a putea determina puterea m"surat" de 7attmetru, este necesar s" se cunoasc",constanta O 7 a 7attmetrului, corespunz"tor domeniilor alese pentru intensitatea curentului !i pentru tensiune. #onstanta O 7 reprezint" puterea corespunz"toare unei di$iziuni a sc"rii gradate