Wattmeter umbauen, sodass es die Scheinleistung anzeigt

[Daniel2]

Hallo

Ich gehe auf einer Höheren technischen Schule, und da hat uns ein Elektotechnik Lehrer einmal erzählt, dass er sich überlegt hat, warum es kein Scheinleistungsmessgerät gibt. Daraufhin hat er selber überlegt, wie er eins bauen könnte, und ist dann zu einer Lösung gekommen, und jetzt sagte er zu uns: "Wenn wir es schaffen, dann bekommt man ne 1." Er meinte, es geht mit nur 2 zusätzlichen Bauteilen (plus das "normale" Wattmeter), eins davon sollte ein Kondensator sein.

Wie könnte ich das machen ?

Danke schon mal im Voraus für Antworten und hoffe auf Ideen und Vorschläge

 

[trellof]

Moin,
alle Watt-Meter zeigen einzig und allein NUR die Scheinleistung an. Du brauchst also nichts umzubauen. Kompliziert wird es dann, wenn Du die Wirkleistung oder die Blindleistung messen willst.
Die Wirkleistung kannst Du folgendermassen errechnen: Scheinleistung x Cos Phi. Die Blindleistung wird mit dem Satz des Pythagoras errechnet.

 

[Bertl100]

also:

die scheinleistung ist immer ganz einfach zu ermitteln.
man braucht "nur" ein voltmeter und ein amperemeter, beide müssen effektivwerte anzeigen können (RMS). dann beide effektivwerte multiplizieren, das ergibt die scheinleistung.
die scheinleistung wird in VA angegeben.

bei wirk- und blindleistung muß noch die beziehung zwischen strom und spannung einbezogen werden. bei sinusförmigen größen ist das dann der cos phi.
dann ist die wirkleistung Ueff x Ieff x cos phi.
die wirkleistung wird in Watt angegeben. jedes vernünftige wattmeter zeigt NUR die wirkleistung an. es mag billige geräte geben, die was anderes anzeigen, dann sind es aber schrottgeräte.

die blindleistung ist entsprechend Ueff x Ieff x sin phi.
sie wird in VAR angegeben.

komplizierter wird die sache, wenn man keine sinusförmigen verläufe hat.
bei modernen verbrauchern ist das fast schon standard!
der netzsinus ist i.a. sichtbar verbogen, und strom fließt bei vielen elektronischen geräten nur im netzscheitel.
(gleichrichter - elko, phasenanschnittsschaltungen, etc.)

dann geht nichts mehr mit cos phi.
es gibt ja nicht wirklich eine deutlich sichtbare phasenverschiebung.
sondern viel mehr sog. "netzstrom-oberwellen".

dann kommt der powerfactor ins spiel (der natürlich auch für sinusförmige größen angegeben werden kann).
hier müssen dann im prinzip alle oberwellen einzeln betrachtet werden.

um den powerfactor bestimmen zu können, braucht man schon etwas teuerere messgeräte.
hierzulande gelten für den powerfactor seit einiger zeit mindestwerte, die
von der leistung des gerätes, seiner bestimmung u.ä. abhängen.
meist werden zusätzlich noch grenzen für die einzelnen harmonischen angegeben. also z.b. 3. <10%, 5. <5% usw.
im amerikanischen raum wird hier die THD verwendet (total harmonic distortion), also eine art klirrfaktor des netzstroms.

bracht man nur die wirkleistung, kann man folgendermaßen vorgehen:

man multipliziert nicht U eff mit Ieff, sondern nimmt einen schnellen multiplizierer, der U und I zu jedem zeitpunkt multipliziert, z.b. alle 1ms.
dann kriegt man mit 1ms zeitauflösung momentanleistungen.
diese werden dann über mindestens eine netzhalbwelle aufintegriert und gemittelt. das ergibt dann die wirkleistung.

zur fragestellung:
ich denke schon seit gestern nach, wie das einfach realisiert werden kann.
mir ist aber noch nichts eingefallen. bin auch nicht sicher, ob so eine lösung dann allgemein geht, oder nur für genau 50Hz und genau sinusförmige größen!

hmm. muß nochmal nachdenken!

Gruß
Bernhard

 

[Daniel2]

Ok, danke schon mal für die Antworten.

Als der Lehrer uns das erzählt hat, hat er uns auch ein "billiges" Messgerät auf die Tafel gezeichent, was so ähnlich aussieht, wie das hier, was ich selbst gezeichnet habe:

Erklärung zum Bild:
Der Haupteil besteht aus einen Eisenkreis. Dortis oben eine Spule angebracht, und unten ist der Kreis offen. In dieser offenen Stelle ist eine Drehbar gelagerte Spule mit einem Zeiger aufgebracht. Wird oben der Strompfad zum Verbraucher angelegt (in Reihe), und unten die Spannung die Spannung des Verbrauchers, dann ergibt sich ein Zeigerausschlag. Die obige Spule erzeugt einen Magnetfluss durch den Eisenkreis. Die untere Spule erzeugt auch einen Magnetfluss und stoßt sich dadurch ab, und erzielt damit eine Kraftbewegung, die auf den Zeiger übertragen wird.

Damit misst man ja die Wirkleistung oder ?

Und wie könnte ich dass dann so umbauen, dass es die Scheinleistung misst ?