Měření Na Cívkách

Jméno:
STŘEDNÍ ŠKOLA
ELEKTROTECHNICKÁ
FRENŠTÁT p. R.
Podpis:
JAN JUREK
Název měření:
Třída: E3B
MĚŘENÍ NA CÍVKÁCH
Skupina: 2
Číslo měření: 10
Zkoušené předměty:
Změřeno dne: 9.3.2007
1) LX1 – zářivková tlumivka TYP 410, 220 V 28N
2) LX2 – normály indukčnosti TYP 0187 v.č.sady 1627 Vyučující: ing. Orlík
Funkce při měření:
měřič
Spoluměřící:
Knapek
Schémata:
Poznámky učitele:
Známka:
Datum:
ÚKOL MĚŘENÍ:
Změřte indukčnosti daných cívek:
1) Voltmetrem, ampérmetrem a wattmetrem
2) Metodou tří voltmetrů
3) Digitálním RLC metrem
Nakreslete v měřítku fázorový diagram napětí pro měření 2.
V hodnocení porovnejte vlastnosti měřených cívek.
POUŽITÉ PŘÍSTROJE:
Z1
- regulační transformátor
DW - síťový analyzér LUTRON DW-6090 v.č. 51765
Z2
- laboratorní zdroj NZ1 v.č.: 1020
V
- digitální multimetr METEX M-4640A v.č. AE500268; ± (0,3% of rdg + 3d)
RN
- odporová dekáda XL6 v.č. 7208084 [nastaveno 100 Ω]
LX2 - normály indukčnosti TYP 0187 v.č.sady 1627: - 49,97 mH; 48,7 Ω; 47pF
- 500,6 mH; 116 Ω; 58pF
POSTUP MĚŘENÍ:
1) V tomto zapojení nám voltmetr, ampérmetr a wattmetr přestavuje síťový analyzér. Ten připojíme ke
zdroji paralelně a následně k síťovému analyzéru připojíme paralelně cívku. Pomocí zdroje nastavíme na
cívce postupně napětí 230V a následně 115V. Z naměřených hodnot napětí proudu a výkonu které jsme
odečetli na siťovém analyzéru vypočteme výslednou indukčnost měřené cívky.
2) Ke zdroji střídavého napětí podle schématu připojíme do série spojenou měřenou cívku (normál
indukčnosti) a normál odporu (odporová dekáda). Postupně změříme voltmetrem napětí na odporové
dekádě (U1), normálové indukčnosti (U2) a na zdroji (U3). Z naměřených hodnot napětí následně
vypočteme výslednou indukčnost měřené cívky.
3) Před měřením zvolíme vhodný rozsah a na RLC metru nastavíme propojením měřících vstupů RLC metru
elektrickou nulu. Poté připojíme cívku a počkáme několi vteřin než se hodnota ustálí.
TABULKY NAMĚŘENÝCH A VYPOČTENÝCH HODNOT:
Měřění 1)
U
[V]
230
115
I
[A]
1,32
0,53
P
[W]
21
1
Z
[Ω]
174,24
216,98
RČ
[Ω]
12,05
3,56
XL
[Ω]
173,82
216,95
L
[mH]
553,28
690,57
Měřění 2)
U1
[V]
14,114
7,83
U2
[V]
6,825
15,15
U3
[V]
20,80
20,70
I
ZL
[mA]
[Ω]
141,14 48,356
78,3 193,486
cosφL
sinφL
0,969
0,580
0,247
0,814
XL
LX2
[Ω]
[mH]
11,77 37,465
157,61 501,688
δ
[%]
24,97
0,217
φ
[˚]
15˚05’
54˚32‘
PŘÍKLAD VÝPOČTU:
Měření 1)
Z=
U 230
=
= 174,24Ω
I 1,32
P
21
=
= 12,05Ω
2
I
1,32 2
XL
173,82
=
=
= 553,28mH
2 ⋅ π ⋅ f 2 ⋅ π ⋅ 50
RČ =
X L = Z 2 − RČ2 = 174,24 2 − 12,05 2 = 173,82Ω
LX 1
Měření 2)
I=
U 1 14,114
=
= 141,14mA
RN
100
ZL =
U2
6,825
=
= 48,356Ω
I
0,14114
U 32 − U 12 − U 22 20,80 2 − 14,114 2 − 6,825 2
cos ϕ =
=
= 0,969 ⇒ ϕ = 14°05'
2 ⋅U1 ⋅U 2
2 ⋅ 14,114 ⋅ 6,825
X L = Z L ⋅ sin ϕ = 48,356 ⋅ sin 14°05' = 11,77Ω
LX 2 =
XL
11,77
=
= 37,465mH
2 ⋅ π ⋅ f 2 ⋅ π ⋅ 50
δ% =
37,465 − 49,94
N −S
⋅ 100 =
⋅ 100 = 24,97%
S
49,94
ZHODNOCENÍ:
Při měření indukčnosti normálů byl cosϕ řádově větší (cosϕL = 0,969 a 0,580) než při měření
tlumivky (cosϕL se blížil 0), která má železné jádro. Činný odpor tlumivky výrazně ovlivňuje její výslednou
indukčnost a díky němu je indukčnost více závislá na napětí. Normály tedy na rozdíl od tlumivky nejsou
tak výrazně napěťové závislé.
Při měření metodou tří voltmetrů je důležitá velikost odporového normálu která ovlivňuje výslednou
přesost měření. Námi měřené normálové indukčnosti měly nasledující chyby meření: 49,94mH (24,97%) a
500,6mH (0,217%). Při obou měřeních normálů indukčnosti jsme použili hodnotu odporového normálu
100 Ω což jasně dokazuje, že jeho vliv na výslednou přesnost je vysoký.
Přímo ukazujícím měřičem indukčnosti (digitálním RLC metrem) jsme si informativně ověřili
hodnoty normálu, které štítkovým honotám odpovídaly (hodnota se lišila maximálně o 3 digity).