Kwalifikacja: TLO.01 - Wykonywanie obsługi technicznej wyposażenia awionicznego i elektrycznego statków powietrznych
Zawód: Technik awionik
Kategorie: Instalacje elektryczne Pomiary i czujniki Podstawy fizyki lotniczej
W układzie pokazanym na rysunku woltomierz wskazuje 120 V, amperomierz 4 A, a współczynnik mocy odbiornika cos φ = 0,3. Jaką wartość mocy wskazuje watomierz?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Poprawnie – w tym układzie watomierz powinien wskazać około 144 W, bo mierzy moc czynną odbiornika w obwodzie prądu przemiennego. Kluczowe są tu trzy wielkości: napięcie skuteczne U = 120 V, prąd skuteczny I = 4 A oraz współczynnik mocy cos φ = 0,3. Dla obciążenia AC moc czynna wyraża się wzorem: P = U · I · cos φ. Podstawiając dane: P = 120 V · 4 A · 0,3 = 144 W. I to jest dokładnie to, co powinien pokazać prawidłowo włączony watomierz w takim układzie, jak na rysunku – włączony szeregowo w torze prądu, z cewką napięciową równolegle do odbiornika. Z praktycznego punktu widzenia taki przypadek opisuje np. silnik elektryczny lub przetwornica o mocno indukcyjnym charakterze obciążenia, gdzie cos φ jest niski. W instalacjach lotniczych i ogólnie przemysłowych dąży się do tego, żeby cos φ był jak najwyższy (blisko 1), bo wtedy przy tym samym prądzie można przesłać większą moc czynną, a przewody mniej się grzeją. Stosuje się do tego kompensację mocy biernej – baterie kondensatorów albo układy aktywne. W pomiarach laboratoryjnych, tak jak na tym schemacie, zawsze trzeba świadomie rozróżniać: moc pozorna S = U · I (w tym przypadku 120 · 4 = 480 VA), moc czynną P = 144 W oraz moc bierną Q, którą można policzyć np. z trójkąta mocy. W praktyce serwisowej, przy diagnostyce instalacji elektrycznych, patrzy się nie tylko na prąd i napięcie, ale właśnie na moc czynną z watomierza lub analizatora mocy, bo to ona mówi, ile energii odbiornik realnie zużywa i jak obciąża źródło zasilania. Moim zdaniem to jedno z ważniejszych, ale często niedocenianych zagadnień w praktyce pomiarowej.