P3.6.6 Praca i moc elektryczna

Zapytaj o produkt +
Kategoria: Tagi: , , , , , ,

Opis

 

P3.6.6.1 Określenie mocy cieplnej obciążenia rezystancyjnego w obwodzie prądu zmiennego jako funkcji przyłożonego napięcia

P3.6.6.2 Określenie elektrycznej pracy grzałki przy wykorzystaniu miernika prądu zmiennego.

P3.6.6.3 Ilościowe porównanie zasilania żarówki prądem stałym i zmiennym

P3.6.6.4 Określenie współczynnika szczytu dla różnych form sygnału prądu zmiennego

P3.6.6.5 Wyznaczanie mocy czynnej i biernej w obwodach prądu przemiennego

 

Zależność pomiędzy mocą P na rezystancji R i przyłożonego napięcia U może zostać wyrażona

P=U²

    R
To samo dotyczy napięcia AC, gdy P jest średnią mocą w czasie i U jest zastąpione przez wartość RMS

Urms =U0 

             2

U0 : amplituda napięcia AC
 

 

Zależność

       P = U ·I
 

może być także zastosowana do rezystorów w obwodach AC, gdy prąd stały I jest zastąpiony przez wartość RMS prądu AC
 

Irms =I0

          2

I0 : amplituda AC
 

 

W doświadczeniu P3.6.6.1, moc elektryczna grzałki nurkowej dla bardzo niskiego napięcia jest wyznaczana z ciepła Joule’a emitowanego na jednostkę czasu i porównana z zastosowanym napięciem Urms. Doświadczenie to potwierdza zależność
 

     P µ∝U²rms
 

W doświadczeniu P3.6.6.2, miernik mocy AC jest użyty do wyznaczenia pracy elektrycznej W, która musi być wykonana do produkcji jednego litra gorącej wody za pomocą grzałki nurkowej. Do celów porównawczych, napięcie Urms, prąd Irms i czas grzania t są mierzone a zależność
 

W = Urms · Irms · t
 

jest weryfikowana.

P3.6.6.3

Ilościowe porównanie zasilania żarówki prądem

stałym i zmiennym
 

P3.6.6.4

Określenie współczynnika szczytu dla różnych

form sygnału prądu zmiennego
 

P3.6.6.5

Wyznaczanie mocy czynnej i biernej
 

w obwodach prądu przemiennego

Moc elektryczna napięcia U(t) na dowolnym obciążeniu rezystancyjnym także jest funkcją czasu:
 

I ( t ) : prąd zależny od czasu przez obciążenie rezystancyjne
 

Zatem, dla okresowych prądów i napięć, ogólnie uwzględniamy średnią moc w okresie T. Wielkość ta jest często nazywana mocą aktywną PW. Może być zmierzona elektronicznie dla dowolnych napięć DC lub AC za pomocą dżulomierza lub watomierza.

W doświadczeniu P3.6.6.3, dwie identyczne lampy żarowe pracują z ta samą mocą elektryczną. Jedna żarówka pracuje z napięciem DC, druga z napięciem AC. Równość wartości mocy jest wyznaczona bezpośrednio za pomocą dżulomierza i watomierza, oraz dodatkowo poprzez porównanie poziomu jasności lamp. Równość ta jest osiągnięta, gdy napięcie DC jest równe wartości RMS napięcia AC.

Celem doświadczenia P3.6.6.4 jest wyznaczenie współczynnika szczytu, tj. stosunków amplitudy U0 i wartości RMS Urms dla różnych przebiegów napięcia AC generowanych za pomocą generatora funkcyjnego w sposób doświadczalny. Amplituda jest mierzona za pomocą oscyloskopu. Wartość RMS jest obliczana z mocy P zmierzonej na rezystorze R za pomocą dżulomierza i watomierza zgodnie ze wzorem
 

Ueff =       P · R
 

Doświadczenie P3.6.6.5 mierzy prąd Irms przez dane obciążenie i moc czynną PW dla stałego napięcia AC Urms. Aby zweryfikować zależność
 

Pw = Urms · Irms · cos j
 

przesunięcie fazowe j pomiędzy napięciem i prądem jest dodatkowo wyznaczone za pomocą oscyloskopu. Doświadczenie to pokazuje także, że moc czynna dla czysto indukcyjnego lub pojemnościowego obciążenia jest równa zero, ponieważ przesunięcie fazowe jest j = 90°. Moc pozorna
 

Ps = Urms · Irms
 

w tym przypadku nazywana jest także mocą bierną.
 

Marka

Leybold

Firma produkuje zestawy edukacyjne do kształcenia akademickiego oraz szkolenia zawodowego z zakresu fizyki, chemii, biologii oraz elektroniki, elektrotechniki, automatyki, telekomunikacji, maszyn elektrycznych, odnawialnych źródeł energii i fotoniki, jest częścią grupy LD Didactic.

Podobne produkty