Meting spanning en stroom bij verschillende soorten belasting

Transcriptie

1 Meting spanning en stroom bij verschillende soorten belasting Als de sinusvorm van de netspanning is vervormd zijn er harmonischen (boventonen). De sinusvorm wordt aangetast door een ongelijkmatige belasting. Meting aan een gloeilamp halogeen Philips, 42W, 2899K, 630Lm De stroom door een gloeilamp (blauw 0,2A/div) volgt keurig het verloop van de netspanning (geel 100V/div). Opvallend is dat de netspanning op het stopcontact niet zuivere sinusvormig is, maar is afgetopt. De lamp geeft ook gelijkmatig licht. De gemeten rimpel is 2,3%. Meting aan een mobiele telefoon adapter Samsung 5V, 2A De stroom volgt de spanning niet, maar wordt in- en uitgeschakeld. Het moment en duur van het stroomverbruik is een mogelijke verklaring voor de aftopping van de netspanning door schakelende voedingen in elektronische apparaten.

2 Meting aan een spaarlamp Sensys, 15W, 2700K, 108mA (aangeschaft bij Praxis) De netstroom van deze spaarlamp loopt, net als bij de voor beschreven adapter, gedurende beperkt delen van de periode. De steile overgangen veroorzaken veel harmonischen. De rimpel op de lichtopbrengst is 48,8 mv / 2240 mv = 2,14 %. Opvallend is de 35,71 KHz. golfvorm op die van 100 Hz. Schema voor spaarlampen volgens escentielamp

3 Meting aan een ledlamp Philips 5,5W, 2700K, 470 Lm, 55mA Het patroon van de stroom van deze ledlamp lijkt sterk op die van de spaarlamp. De rimpel in de lichtopbrengst is slechts 6,8 mv / 2.32 V = 0,3% Meting aan een ledlamp LSC, 3Wm 2900K, 30mA (gekocht bij Action) Het patroon van de stroom door deze ledlamp lijkt niet op de voorgaande ledlamp, maar meer op die van ledlamp spot LivarnoLux (zie verderop). Het elektronische circuit is waarschijnlijk van dezelfde aard als van die ledlamp. De paarse lijn toont het product van spanning en stroom oftewel het opgenomen vermogen. De rimpel van de lichtopbrengst is ong. 8% van het gemiddelde. Dit een aanzienlijk meer dan die van de voorgaande Philips ledlamp

4 Meting aan filamentlamp met 4 filamentdraden Sensys16W, 30mA, 2700K, 330Lm (gekocht bij Praxis) Het patroon van de stroom door deze ledlamp lijkt op die voorgaande ledlamp. De rimpel is 440 mv / 2,28V = 19,3% De slechte rimpelwaarde van alle ledlampen. Meting aan filamentlamp met 2 filamentdraden Dimmable Philips, Dimmable, 2,7W, 12 ma, 250 Lm (made in China) De stroom volgt de spanning, net als bij een gloeilamp, maar oh, wat een grote hoeveelheid spikes. De rimpel is 18 mv/2,32v = 0,78%. De beste rimpelwaarde van alle ledlamopen.

5 Meting aan dimmable ledlamp Philips Warm Glow, 6W, 37 ma, K, made in China. Gekocht bij Praxis voor 13,49. De duurste van alle ledlampen. Als je een dimmer gebruikt kan je de gloeilamp vervangen door deze ledlamp. De stroom lijkt de spanning te volgen. De rimpel in de lichtopbrengst is 46,4mV/2V= 2,32%

6 Meting aan een ledlamp spot LivarnoLux 3W, 2700K, 470 Lm, 31mA (aangeschaft bij Lidl) De stroom door deze lamp ijlt bijna 90 o voor op de spanning. De netbelasting is capacitief. Zie hieronder het elektronische circuit. Op de printplaat bevindt zich een condensator (roodbruin) die de stroom zonder energieverlies beperkt.

7 Op de printplaat zit een elco parallel aan de leds. De spanning over de leds (zie de onderstaande afbeelding) ligt tussen de 116 en 127 Volt. De lichtflikkering wordt daardoor verminderd Testopstelling met een zonnecel voor het meten van de flikkering. De rimpel op de zonnecel is 180 mv top-tot-top bij een gelijkspanning van 2,5 Volt. Dat is ong. 7%

8 Meting met een frequentie analyzer (Fast Fourier Transformatie) Bij inschakeling van de ledlamp die boven mijn tafel hangt verschijnt er een frequentie van rond de 138 KHz op de netspanning. Deze wordt veroorzaakt door de omvormer van 230 Vac naar gelijkspanning. De Stetzerizer Microsurge meter wisselt rond de 2000 GS wat de maximale meetwaarde is. Mede omdat de netspanning vervormd is (afgetopt) en geen zuivere sinusvorm ontstaan er z.g. hogere harmonischen (hogere frequenties / boventonen). De cursor links (E) staat op de 15 e harmonische (15 * 50 Hz = 750 Hz). De cursor rechts (S) staat op de 21 e harmonische (1050 Hz). Deze is opvallend genoeg nog sterk aanwezig.

9 Meting aan een televisie Samsung Televisie UE40EH5000 Deze TV hapt 55 Watt uit de toppen van de sinus. Spectrum analyse

10 Meetopstelling De netvoeding is uitgevoerd met een netentree met netfilter en een scheidingstransformator met gescheiden compartimenten voor de primaire en secundaire wikkelingen. Hierdoor wordt vuile stroom vanuit het net zoveel mogelijk gereduceerd (2000 GS gaat naar 145 GS). De scheidingstransformator zorgt ook voor meer veiligheid, omdat het meetcircuit zwevend is. De belasting kan voor de eenvoud ook aangesloten worden op een stopcontact aan de achterzijde. De bedrading is uitgevoerd met geïsoleerde steekmoffen en verbinderstrips. Niets is gesoldeerd en eventuele wijzigingen in de bedrading zijn eenvoudig uit te voeren.

11 Meetopstelling zwaardere belastingen De toegepaste meetopstelling met scheidingstrafo is inzetbaar tot een belasting van 65 VA oftewel 0,28 A. Het meten van grotere stroomsterktes gaat met een stroomtang. Deze geeft een galvanische scheiding. Om enkel de sinusvorm van de netspanning te tonen kan de scheidingstrafo gebruikt worden. De oscilloscoop is dan volledig galvanisch gescheiden van het net. Voor het zichtbaar maken van andere spanningsvormen bestaan z.g. differentieel sondes. Ook deze zorgen voor veilig werken. De goedkoopste kost meer dan 300 euro. Het kan met het betrachten van de nodige voorzichtigheid ook zonder en die die werkwijze beveel ik daarom niet aan. In de onderstaande meetopstelling is de netstekker van de oscilloscoop niet geaard aangesloten doormiddel van een doorvoerstekker waarin de aardverbinding is verwijderd. Het chassis is met een krokodillenklem van de probe met 10x verzwakker verbonden met de nulleider en de meetpunt met de fase. Om te controleren welke pool de fase en welke de nul is wordt een spanningzoeker gebruikt. Pas op voor het verbinden van het chassis met de fase, want dan staat de hele oscilloscoop onder 230V spanning wat gevaarlijk is. Om de belasting, de meetsnoeren en de meettang makkelijk aan te sluiten is gebruik gemaakt van een Voltcraft SMA-10 meetadapter.