Teoretický rozbor

Elektrický výkon vyjadruje množstvo energie prenesenej alebo spotrebovanej elektrickým obvodom za jednotku času. Značí sa písmenom P a jeho jednotkou v sústave SI je watt [W].

V jednosmernom obvode je elektrický výkon daný vzťahom:

P = U · I

kde:

• P je výkon [W]
• U je napätie medzi dvoma bodmi obvodu [V]
• I je elektrický prúd [A]

V striedavom obvode s čistou odporovou záťažou platí rovnaký vzťah, pričom U a I sú účinné hodnoty napätia a prúdu. Pri obvodoch s indukčnosťou alebo kapacitou je potrebné brať do úvahy aj faktor výkonu (cos φ):

P = U · I · cos φ

Meranie elektrického výkonu

Meranie elektrického výkonu sa vykonáva pomocou wattmetra, ktorý umožňuje priame meranie výkonu, alebo nepriamou metódou pomocou ampérmetra a voltmetra, kde sa merajú prúd a napätie a následne sa vypočíta výkon podľa vyššie uvedeného vzťahu.

Typy výkonu v striedavom obvode

Činný výkon P predstavuje výkon, ktorý sa skutočne premieňa na teplo, mechanickú prácu alebo inú formu energie:

P = U · I · cos φ

Jalový výkon Q predstavuje výkon, ktorý nevykonáva prácu, ale tvorí energiu cirkulujúcu medzi zdrojom a reaktívnymi prvkami:

Q = U · I · sin φ

Zdanlivý výkon S je kombináciou činného a jalového výkonu:

S = U · I

Vzťah medzi týmito výkonmi (výkonový trojuholník):

S² = P² + Q²

Typy priebehov napätia

• Jednosmerné napätie (DC) – konštantná hodnota.
• Striedavé napätie (AC) – mení svoju veľkosť a smer periodicky.
• Sinusový, pilovitý, obdĺžnikový a trojuholníkový priebeh – bežné tvary signálov.

Postup pri meraní

Pripravíme meracie prístroje – ampérmeter, voltmeter a wattmeter – a vhodné zdroje napätia. Ampérmeter sa zapája sériovo, voltmeter paralelne, pri použití wattmetra treba dodržať jeho špecifické zapojenie podľa pokynov výrobcu. Nastavia sa vhodné meracie rozsahy a odčítajú sa hodnoty, z ktorých sa vypočítajú požadované výkony.

Schéma zapojenia