Wie berechnet man Wirkleistung und Leistungsfaktor mit einem Oszilloskop?

Ich denke, dass der Versuch, dafür Effektivwerte von Spannung und Strom zu verwenden, nicht funktionieren wird. Stellen Sie sich vor, Sie verschieben die aktuelle Wellenform 4 ms später; Weder die RMS-Spannung noch der RMS-Strom würden sich überhaupt ändern, aber die aufgenommene Leistung würde sich um eine Größenordnung ändern.

Die von Ihrer Schaltung aufgenommene Momentanleistung ist V * I. In jeder kleinen Zeit dt beträgt die verbrauchte Energie V * I * dt. Die in 1 s verbrauchte Energie, die entnommene Leistung, ist das Integral von V * I * dt von T = 0 bis T = 1 s. Sie könnten dies direkt aus den Beispielwerten in Ihrer Excel-Tabelle berechnen. Multiplizieren Sie bei jeder Probenahme die Momentanspannung mit dem Momentanstrom, und das ergibt die Momentanleistung. Multiplizieren Sie das mit dem Abtastintervall, und das ist die in diesem Abtastintervall verbrauchte Energie. Addieren Sie all diese über einen AC-Zyklus und multiplizieren Sie sie mit der Anzahl der Zyklen pro Sekunde, und das ist die pro Sekunde entnommene Energie, auch als Leistung bekannt.

Wenn man sich die Oszilloskopspuren ansieht, ist der von der Schaltung aufgenommene Strom normalerweise 0. Einmal pro AC-Halbwelle steigt der Strom sehr schnell auf etwa 90 mA und fällt dann über etwa 820 us linear auf 0 ab. Es ist eine 60-Hz-Schaltung, also tut sie dies alle 8,3 ms. Wenn die Schaltung Strom zieht, liegt die Spannung mehr oder weniger konstant bei 170 V. Das ist ein durchschnittlicher Strom von 45 mA über 820 us bei 170 V = 7,65 W, aber diese Leistung benötigt nur 1/10 der Gesamtzeit, sodass die endgültige Leistungsaufnahme 0,76 W beträgt.

Die Wahrscheinlichkeit, eine Stromzange falsch zu verdrahten, liegt meiner Erfahrung nach genau bei 0,5!

Bei Systemen wie Ihren IT-Geräten, bei denen die Verschlechterung des Leistungsfaktors auf die Gleichrichterwirkung und nicht auf eine rein induktive oder kapazitive Phasenverschiebung zurückzuführen ist, wird der Leistungsfaktor mit einer K-Faktor-Methode berechnet, die eine Funktion der einzelnen harmonischen Stromkomponenten ist. Der Oberwellengehalt wird unter Verwendung einer FFT der abgetasteten Stromwellenform berechnet.

Ihr Oszilloskop der Serie 5000/6000 (das sehr schön ist - ich benutze es jeden Tag bei der Arbeit) ist nicht das richtige Werkzeug für diese Aufgabe. Für diese Art von Arbeit sollten Sie unbedingt einen Leistungsmesser kaufen oder mieten.

Xitron hat ein gutes Papier über mathematische Methoden für Leistungsmesser , und Googeln gibt auch einige Treffer .

Eine Stromsonde ist im Grunde ein Transformator mit einer Windung. Dabei spielt es keine Rolle, in welcher Richtung die Sonde auf den zu messenden Draht aufgesetzt wird. Der einzige Zweck des Pfeils besteht darin, anzuzeigen, dass ein in diese Richtung fließender Strom als positive Spannung auf dem Oszilloskop angezeigt wird. Beachten Sie, dass beim Umschalten der Sonde die Wellenform dieselbe blieb, aber die Polarität auf dem Oszilloskop umgekehrt wurde. Dies ist wichtig, wenn die Phase zwischen dem Strom und einer anderen Spannung oder einem anderen Strom bestimmt werden muss. Wellenform und Amplitude werden nicht beeinflusst.