Güç Ölçümü - Birsen Boylu

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı
Deney Adı: Güç Ölçümü
Deney 4: Güç Ölçümü
Deneyin Amacı:
Elektrik devrelerinde gücün tanımının yapılması ve güç bileşenlerinin öğrenilmesi. Elektrik
panolarının kullanımının uygulamalı olarak öğrenilmesi.
A.ÖNBİLGİ
Güç, iş yapabilme kabiliyeti veya birim zamanda yapılan iş olarak tanımlanır. Elektrikte bir doğru
akım devresinde güç devre gerilimi ile devre akımının çarpımına eşit olup elektrikte temel birimi Watt
ve ölçümünde kullanılan alet Wattmetre’dir.
P= U.I Watt
Alternatif akım devresinde güç alıcının gerilimi, akımı ve akım ile gerilim arasında kalan faz açısının
kosinüsünün çarpımına eşit olmaktadır.
P= U.I.Cosϕ Watt
Alternatif akım alıcıları kendi içinde omik, endüktif ve kapasitif alıcılar olarak sınıflandırılır. Omik
alıcılar çektiği enerjiyi ısı enerjisine dönüştüren alıcılar olup akkor telli lambalar, elektrikli ısıtıcılar bu
gruptadır. Omik alıcılarda devrenin gerilimi ile akımı aynı doğrultuda olduğu için faz farkı ϕ=0° ve
Cosϕ=1 olacağından güç doğru akım devrelerine benzer eşitlik ile hesaplanır.
P = U.I.Cosϕ = U.I Watt
Şekil 4.1 : Alternatif akımda alıcıların akım ve gerilim vektörleri ile faz farkı
Yukarıda Şekil 4.1’den görüldüğü gibi endüktif yükte alıcının çektiği akım gerilimden ϕ faz açısı
kadar geride olup alıcının gücü verilen eşitlik ile hesaplanır.
P = U.I.Cosϕ
Watt
Kapasitif yükte ise, Şekil 4.1’den görüldüğü gibi alıcının çektiği akım gerilimden ϕ faz açısı kadar
ileride yine endüktif yük gibi aynı eşitlik ile hesaplanır.
P = U.I.Cosϕ
Watt
Sayfa - 1 -
Toplam Sayfa -5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı
Deney Adı: Güç Ölçümü
Alternatif akımda güç üçgeni
Yaygın karşılaşılan endüktif bir alıcının çektiği akımın iki dik bileşeni bulunmakta olup gerilim ile aynı
faza düşen bileşenine aktif ya da watt’lı akım bileşeni Iw, gerilimden 90° geri fazda olan bileşenine ise
reaktif akım bileşeni Ir denir.
Şekil 4.2 : Endüktif alıcının akım bileşenleri ve güç üçgeni oluşumu
Şekil 4.2’ye göre wattlı akım bileşeni Iw=I.Cosϕ’nin neden olduğu güç harcamasına aktif ya da wattlı
güç (P) denirken, reaktif akım bileşeni Ir=I.Sinϕ’nin neden olduğu güç harcamasına reaktif güç (Q)
denir ve birimi VAR’dır. Aktif ve Reaktif güçlerin vektörel toplamı ise alıcının görünür gücü (S) olarak
isimlendirilir ve eşitlikleri aşağıda görülmektedir.
Aktif Güç
P = U . I . Cosϕ = U . Iw
Watt
Reaktif Güç
Q = U . I . Sinϕ = U . Ir
VAR
Görünür Güç
S = U . I = √P² + Q²
VA
Ölçüm Alınması:
Laboratuvarda güç ölçümü uygulaması panolardaki elektronik
aksam yardımıyla kolayca ölçülebilmektedir. Pano üzerinde
bağlanan yüke göre aktif reaktif ve görünür güç otomatik olarak
hesaplanıp LCD ekran yardımıyla görülebilmektedir. Ayrıca güç
katsayısını, faz gerilimlerini, faz akımlarını da görebilmekteyiz.
Rezistif, kapasitif ve endüktif yük modülleri ile bağlantılar kolayca
yapılabilmektedir.
Şekil 4.3 : Elektrik Ölçüm Panosu
Sayfa - 2 -
Toplam Sayfa -5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı
Deney Adı: Güç Ölçümü
Şekil 4.4 : Kapasitif ve Rezistif Yük Modülleri
Güç ölçümü normal şartlar altında pensampermetre ile kolaylıkla yapılabilmektedir. Sanayide her
ölçüm yapılması gereken yerde pano olmayacağı için pensampermetre kullanılmaktadır.
Pensampermetre sadece alternatif akım altında güç ölçebilmektedir. Pensampermetre’nin probları ile
gerilim ölçülürken, pensler açılarak daire biçimindeki alandan kablo geçirilerek akım ölçümü yapılır.
Bu sayede güç hesabı için gerekli iki bilgiyi edinir ve bize değeri ekran vasıtasıyla sunar.
Şekil 4.5 : Pensampermetre
Sayfa - 3 -
Toplam Sayfa -5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı
Deney Adı: Güç Ölçümü
B.DENEY ÖNCESİ ÇALIŞMASI
1. 3 fazlı dengeli ve dengesiz sistemler için güç ölçümünün nasıl yapıldığını araştırınız.
2. Aron Wattmetresi hangi sistemler için kullanılır, ölçüm yapılırken bağlantı şekli nasıl
yapılır? Güç katsayısı değerlerine göre (0 değeri, 0-0.5 arası, 0.5 değeri, 0.5-1 arası, 1
değeri) wattmetrelerin ibrelerinin durumunu ve gücün nasıl ölçüldüğünü açıklayınız.
Sayfa - 4 -
Toplam Sayfa -5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı
Deney Adı: Güç Ölçümü
C.DENEY ÇALIŞMASI
1.Pano yardımıyla aşağıdaki tabloyu verilen elemanların seri bağlantısı için doldurunuz.
R(direnç)
L(bobin)
C(kondansatör)
Bağlı
Bağlı
Bağlı
Bağlı
-
Bağlı
V(gerilim)
I(akım)
P(aktif güç) Q(reaktif g.)
S(görünür g.)
Cosϕ
Tablo 4.1-Pano yardımıyla
2.Yukarıdaki tabloda verilen direnç, bobin ve kondansatör değerlerini kullanarak her adım için cosϕ
değerini teorik olarak bulunuz.
3.Teorik olarak bulduğunuz güç katsayıları ile deneyde ölçtüğünüz değerleri karşılaştırınız. Farklılık
varsa nedenlerini de belirtiniz.
Sayfa - 5 -
Toplam Sayfa -5 -