tutkielma.pdf, 350 kB - Helsinki.fi

5.5 Jännitteen ja sähkövirran teholliset arvotLuvun 5.3. kokeissa havaittiin, että vaihtojännite- ja vaihtovirtamittareiden lukemateivät noudata Kirchhoffin lakeja, eivätkä ne ole yhtä suuria kuin jännitteen ja virranhuippuarvot. Kuinka ja miksi, vaihtovirtamittarit on kalibroitu? Mitä niiden lukematkertovat vaihtojännitteestä tai –virrasta? Jos käytössä on tietokone ja jokin mittausohjelmisto,kysymystä voi lähestyä seuraavasti.1. Kytketään paristo, tutkittava vastus ja tunnettu etuvastus sarjaan kuten kuvassa5.4.1. Mitataan sähkövirta ja jännitehäviö vastuksessa ajan funktiona. Siirrytään mittausohjelmistontaulukkolaskenta-ohjelmaan. Piirretään jännitteen, sähkövirran ja tehonkulutuksenkuvaajat.Kytketään seuraavaksi vaihtojännitelähde, tutkittava vastus ja tunnettu etuvastussarjaan. Käytetään äskeisen tasajännitteen suuruista vaihtojännitettä. Mitataan sähkövirtaja jännitehäviö vastuksessa ajan funktiona. Siirrytään mittausohjelmiston taulukkolaskenta-ohjelmaan.Piirretään jännitteen, sähkövirran ja tehonkulutuksen kuvaajat.Tehonkulutuksen kuvaajia vertaamalla havaitaan, että tietyllä aikavälillä ne rajaavatyhtä suuret pinta-alat. Tasa- ja vaihtovirta siis lämmittivät vastusta yhtä paljon. Jännitteensuuruutta varioimalla havaitaan, että jännitteen huippu- ja tehollisen arvon suhdeon aina noin 1,41 ( √2 ).Kuva 5.5.1 Jännite, sähkövirta ja tehonkulutus ajan funktioina.2. Tehollisten arvojen merkitystä voi hahmottaa myös vertaamalla tasa- ja vaihtovirranlämmitysvaikutusta. Kytketään samaan lämmitysvastukseen ensin tietyn suuruinentasajännite ja sitten teholliselta arvoltaan yhtä suuri vaihtojännite. Lämmitetäänvastuksella kummassakin tapauksessa samansuuruista vesimäärää aloittaen samastalämpötilasta. Seurataan veden lämpenemistä ajan funktiona ja vertaillaan mittaustuloksia.[2, s. 71].27