Hallo,
ich möchte gerne die elektrische Leistung berechnen, leider habe ich da
ein Problem, weil ich eine negative Leistung im Ergebnis herauskriege
und ich einfach nicht weis, was ich falsch mache.
Allg. ist
P = U_eff*I_eff*cos(phi). Leiterstrom und Strangstrom messe ich jeweils
mit dem Multimeter, die Phasenverschiebung bestimme ich im Oszilloskop.
Dazu messe ich mit dem Cursor eine ganze Periode - entweder von der
Spannungs- oder von der Stromkurzve. Die Periodendauern sind beide
gleich. Dann bestimme ich den Abstand z.B. zwischen beiden positiven
Maxima von Strom und Spannung (ich messe die Zeit). Dann ist mein
Ansatz:
phi = Abstandszeit_Strom_Spannung/Periodendauer * 2pi
Diese Zahl nehme ich nun als Leistungsfaktor und berechne damit mein
cos(phi). Bei manchen Werten ist das cos(phi) auf einmal negativ und ich
bekomme dann eine negative el. Leistung im Ergebnis, was könnte ich da
falsch gemacht haben?
Solange "Abstandszeit_Strom_Spannung/Periodendauer" kleiner als 0,25
ist, kann der COS nicht negativ werden. Vielleicht "RAD" und "DEG" auf
dem Taschenrechner falsch eingestellt?
Max H. schrieb:> Wovon willst du die Leistung messen, wie sieht dein Messaufbau> aus?> Ich vermute mal, dass du die Phase falsch gemessen hast.
Hmm, ich weis nicht, was ich am Messaufbau falsch gemacht hab. Ich habe
mal ein Bild angefügt. Der Messaufbau hat früher auch immer gut
funktioniert. Zwischen dem künstlichen Sternpunkt und dem Sternpunkt des
Motors (an den man nicht drankommt, weil er vergossen ist), besteht
keine Nullpunktsverschiebung, da die Belastung von Motor und
Widerständen am künstl. Sternpunkt gleichmässig ist (hab ich mir so
erklären lassen). Strom wird mit der Stromzange gemessen, die Spannung
mit einem Differentialtastkopf. Die Kallibrierung im Oszi ist richtig,
da ich vorher nochmal alles gecheckt habe.
Torsten C. schrieb:> Vielleicht "RAD" und "DEG" auf> dem Taschenrechner falsch eingestellt?
Rad und Grad-Problem hab ich vorher überprüft, ich rechne immer in Grad.
Student schrieb:> phi = Abstandszeit_Strom_Spannung/Periodendauer * 2piStudent schrieb:> Rad und Grad-Problem hab ich vorher überprüft, ich rechne immer in Grad.
aha?
suizidbastler schrieb:> aha?
Was soll mir das "aha?" jetzt sagen? Grad und Rad ist nicht die
Fehlerursache, da ich das schon überprüft hab, ob es der Grund ist.
Ein Tipp: zuerst mal Phi ausrechnen und dann cos davon. Da sieht man
eher, ob der Winkel oder das Vorzeichen stimmig ist und auch der Betrag.
Anderes Phi als plusminus 90 Grad zwingt dann gleich zu gründlicherem
Überlegen.
Peter R. schrieb:> Ein Tipp: zuerst mal Phi ausrechnen und dann cos davon. Da sieht> man> eher, ob der Winkel oder das Vorzeichen stimmig ist und auch der Betrag.
Das hab ich auch gemacht, erst separat das phi ausgerechnet.
Hier mal ein paar Beispielwerte jetzt nur für
Phasenverschiebung/Periodendauer:
0,4
0,356521739
0,349593496
0,319559229
0,295302013
0,316
0,30952381
0,311827957
0,337349398
Multipliziert mit 2Pi kommen folgende Werte raus:
2,513274123
2,240092153
2,196560717
2,00784985
1,855437272
1,985486557
1,944795452
1,959272838
2,119628778
Und dann halt negative Cosinus-Werte:
-0,809016994
-0,620433886
-0,585716994
-0,42327179
-0,280812862
-0,402906436
-0,365341024
-0,378778886
-0,521691509
du kannst die Strommesszange und den Tastkopf ja beliebig anschließen,
daher kann deine Messanordnung eine Phasenverschiebung von 180°
verursachen.
Wenn kein Rechenfehler vorliegt, kannst du mal die Messzange umdrehen.
Ohne großartig Zeiten zu messen und Cosinüsse zu knacken sieht man doch
auf dem Oszi sofort, ob die Phasenverschiebung zwischen den beiden
Signalen innerhalb oder außerhalb von ±90° liegt. Damit weißt du schon
einmal, ob der Fehler im Aufbau oder un der Auswertung zu suchen ist.
Elektrofan schrieb:>> Problem, weil ich eine negative Leistung im Ergebnis herauskriege>> Durch Umdrehen der Stromzange kann man das Vorzeichen auch ändern ...
Ok, ich habe aber immer gedacht, dass es bei Wechselstrom egal ist, ob
ich mit der Phase von links nach rechts in die Stromzange hineingehe
oder von rechts nach links. Kapieren tue ich es zumindest nicht, dass
sich das Vorzeichen umdrehen soll. Ob das die Fehlerursache gewesen sein
mag - keine Ahnung.
Student schrieb:> Ok, ich habe aber immer gedacht, dass es bei Wechselstrom egal ist, ob> ich mit der Phase von links nach rechts in die Stromzange hineingehe> oder von rechts nach links. Kapieren tue ich es zumindest nicht, dass> sich das Vorzeichen umdrehen soll.
Natürlich tut es da. Nur beim Multimeter ist die Polung egal, weil dort
das Signal vor der eigentlichen Messung gleichgerichtet wird.
> Ob das die Fehlerursache gewesen sein mag - keine Ahnung.
Miss mal den Strom durch den Widerstand, an dem du auch die Spannung
abgreifst (falls die Stromzange empfindlich genug ist). Dann sind die
beiden Signale entweder in Phase oder gegenphasig. Im zweiten Fall musst
du die Stromzange umdrehen oder die Anschüsse des Differenztastkopfs
tauschen.
Dann schließt du die Stromzange in derselben Orientierung wieder an den
Motor an.
> Ok, ich habe aber immer gedacht, dass es bei Wechselstrom egal ist, ob> ich mit der Phase von links nach rechts in die Stromzange hineingehe> oder von rechts nach links.
Dafür gibt's die sog. "Zählpfeile" ...
https://de.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A4hlpfeil
Bei einem passiven Verbraucher (R, L, C) kann die Phasenverschiebung
zwischen Strom und Spannung nie mehr als +/-90° betragen.
Damit kann cos(phi) nur zwischen 1(0°) und 0(+90° oder -90°) liegen.
Torsten C. schrieb:> Also, wenn "Abstandszeit_Strom_Spannung/Periodendauer" größer als> 0,25> ist, Stromzamge umdrehen. Cool.
Oder einfach gleich alles richtig rum anschließen. Die Stromzange hat
nicht ohne grund ein Pfeil und beim Spannungs-tastkopf sind die
Polaritäten ja auch deutlich zu erkennen.
Student schrieb:> Elektrofan schrieb:>>> Problem, weil ich eine negative Leistung im Ergebnis herauskriege>>>> Durch Umdrehen der Stromzange kann man das Vorzeichen auch ändern ...>> Ok, ich habe aber immer gedacht, dass es bei Wechselstrom egal ist, ob> ich mit der Phase von links nach rechts in die Stromzange hineingehe> oder von rechts nach links. Kapieren tue ich es zumindest nicht, dass> sich das Vorzeichen umdrehen soll. Ob das die Fehlerursache gewesen sein> mag - keine Ahnung.
für den Effektivwert ist es egal, der ist immer positiv.
Für die Phasenlage ist es nicht egal, die ändert sich um 180°, wenn man
die Zange umdreht. Bei der Leistung ändert sich dadurch das Vorzeichen.
Student schrieb:> suizidbastler schrieb:>> aha?>> Was soll mir das "aha?" jetzt sagen? Grad und Rad ist nicht die> Fehlerursache, da ich das schon überprüft hab, ob es der Grund ist.
Wie kann es dann sein, dass deine Formel zur Bestimmung des
Phasenverschiebungswinkels in RAD ist, du aber sagst, dass du in GRAD
rechnest?
Student schrieb:> Hier mal ein paar Beispielwerte jetzt nur für> Phasenverschiebung/Periodendauer:> ...
Da wirst du die Stromzange wohl tatsächlich verdreht benutzt haben.
Alternativ zum umdrehen der Zange wäre es, die Werte um pi zu
verschieben. Also +pi oder -pi hinzufügen. Das entspricht dann ebenfalls
wieder einer Phasenverschiebung von 180°. Dann sollten die Werte auch
wieder nur positiv sein.
Wir Deutsche haben ohnehin immer weniger zu melden.-
Die vorstehende, ausführliche Abhandlung einer, wie anzunehmen wäre,
Trivialität, zeigt, warum das auch im Bereich der Technik so ist ...
