Mittailin vedenkeittimen sähkötehoa. Tein kaksi mittausta: mittasin vedenkeittimeen 0,5 litraa 20 asteista vettä, ja otin aikaa kuinka kauan kestää sen kiehumiseen, toisella kerralla mittasin 1 litran vettä ja sama homma. Miksi nämä kaksi mittausta ei anna sähkötehoa tarkasti? Miten minun pitäisi kehittää koejärjestelyä, jotta lämmitystehon saisi vielä tarkemmin oikein? Eli miten saan tarkempia tuloksia?
Mietiskelyä sähkötehoon liittyen
Anonyymi
22104
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 22
Vanhimmat
Miten mittasit sähkötehon?
Kiehumisen toteaminen ei taida olla se kaikkein tarkin menetelmä energian mittaamiseen.
Vertaa teoreettista arvoa mittaamaasi ja sitten kurkista laitteen tyyppikilpeen, missä laitteen verkosta ottama sähköteho on mainittu.
Saitko paljonkin eroja? Teoreettiseen arvoon verrattuna mittailet mittaustilanteen tehohukkaa ja mittausvirheitä, tyyppikilven ilmoituksen summittaisen paikkaansapitävyydenkin lasket samalla.
Nuo tyyppikilvetkään ei mitään tarkkoja ole. Tulee mieleen erään laitteen tyyppikilpi. Laite joka meni vaihtoon hajottuaan ja takaisin tuli eritehoinen laite. Valmistajalle kun sitä ihmetteli, osoittautui, että kyseessä oli täsmälleen saman mallinen laite, mutta verkkojännitettä oli nostettu 220V:stä 230V:hen ja tämän johdosta tyyppikilvessäkin oli nyt hiukan isompi lukema - joka oli vielä pyöristetty yläkanttiin.
Mikä sai sinut epäilemään arvokilven tarkkuutta?
Löytyikö siitä laskuvirhe? Tai peräti painovirhe?
Pikemminkin saattaisi olla syytä epäillä käyttämäsi sähkön tarkkuutta, sen on toisinaan ihan jotain muuta kuin 230 volttia.
Veikkaan suurimman virheen tulevan siitä, että suurempaa vesimäärää lämmitettäessä isompi osa ehtii karata ympäristöön ennen veden kiehumista.
Jos et pysty huomioimaan keittimen ja ympäristön lämpötilan nousua vettä lämmittäessä, et voi myöskään laskea keittimen tehoa.
Jos et luota tyyppikilven arvoihin, osta pistorasiaan laitettava tehomittari, saa luultavasti parilla kympillä halpakaupoista, näyttää jännitteet, virrat ja tehot
Resistiivisen kuorman nuo halpismittarit näyttävät oikein. Jos kuorma on taas reaktiivistä, niin mittarit näyttävät mitä sattuu.
Näin ainakin takavuosina. Tuskinpa tilanne lienee tuosta muuttunut.
Ellei myyntiin ole tullut True RMS malleja :)
Minun Ohlsonilta joskus vuosia sitten ostamani mittari osaa näyttää tehon, näennäistehon ja cos fiinkin. Eikä maksanut paljon. Tosin en ole sen tarkkuutta selvittänyt. Ainakin sähkömoottorille ja loistelampuille se näyttää jotain aivan järkeväntuntuista.
Puhtaat induktiiviset kuormat lienee vielä helppoja noille mittareille, sitten kun kuormat on puolijohteita jotka ottaa virtaa miten sattuu, mittaaminen on jo vaikeampaa
Mahtaako olla vedenlämmittimessä paljonkin induktanssia tai puolijohteita. No joka tapauksessa AD-muunnos tarvitaan tehojen ja tehokertoimen selvittämiseksi. Tuo Ohlsonin mittari kun oasaa näyttää muutakin kuin ykköstä tai nollapilkkuviittä.
"Mahtaako olla vedenlämmittimessä paljonkin induktanssia tai puolijohteita"
Juu, ajattelin että tuota ei ollut tarvis mainita, mutta näköjään pitäisi
No kerro nyt sitten kun kerran tiedät.
Mikä ihmeen Mulkku oikein olet?
Mittaa vastuksen resistanssi ja käytä jännitteenä 230 volttia.
Lämmitysvastuksen resistanssi riippuu sen lämpötilasta eli kylmänä se on jotakin muuta kuin kuumana. Pitää siis mitata virta ja jännite samanaikaisesti vastuksen ollessa kuumana.
Joo kyllähän vastus hieman muuttuu lämpötilan mukaan, vaikkei keittimissä mitään ntc/ptc vastusta käytetään. Mittasin kahvinkeittimen lämpölevyn resistanssit, ja "35 watin" asennossa näytti 800 ohmia ja "70 watin" asennossa 560 ohmia. Laskemalla tulee 66 ja 95 wattia, eli aika iso heitto.
Aloittaja on päässyt tutustumaan fysiikan mittausten mielenkiintoiseen maailmaan. Fyssan labrakursseilla tämä tulee vastaan uudelleen ja uudelleen. Kunnollisen ja uskottavan mittauksen suorittaminen on oikeasti vaikeaa vaikka olisi käytettävissä kunnolliset mittalaitteet.
Tuo sinun mittauksesi kuullostaa ihan siltä että se voisi olla labrassa tehtävänä.
Olet siis mitannut aikaa joka kuluu "veden kiehumiseen" veden massan funktiona olettaen, että lämmitysteho on vakio.
- Miten huomioit keittimen pohjan ja lämmityselementin lämmittämiseen kuluvan energian (vakio veden määrästä riippumatta)?
- Miten huomioit sen, että osa lämmitysenergiasta joutuu hukkaan astian seinien kautta?
- Miten päätät sen milloin vesi kiehuu?
- Onko näin määritetty "kiehumispiste" riippuvainen astian täyttöasteesta?
- Onko se riippumaton siitä, missä lämpötilassa astian yläosa on eli vaikuttaako aiempi mittaus tulokseen?
- Onko lämmitysteho vakio eli paljonko verkkojännite vaihtelee mittausten aikana?
- Kuinka paljon vaihtelee yksittäisen 0.5 litran keittämiseen tarvittava aika jos toistat mittausta esimerkiksi 10 kertaa? Tästä saat satunnaisvaihtelun näkyviin...
- Muuttuuko veden kiehumispiste ilmanpaineen mukaan?
Tuossa siis muutama huomioitava asia.
2 mittausta, jossa m1 = massa1, m2 = massa2, T1 = alkulämpötila, T2 ja T3 ovat loppulämpötiloja, c = 4,2 kJ/kgK, C = keittimen tehollinen lämpökapasiteetti (kJ/K) ja P = teho (kW). Saat kaksi yhtälöä, joissa on 2 tuntematonta C ja P.
m1*c*(T2-T1) C*(T2-T1) = P
m2*c*(T3-T1) C*(T3-T1) = P
Satunnaisvaihtelun vuoksi ehdottaisin tuota samaa mutta lisäämällä massojen lukumäärää kahden sijaan esimerkiksi viideksi tai kymmeneksi. Kun yhtälöitä on enemmän kuin tuntemattomia niin sitten käytetään pienimmän neliösumman keinoa ja sovitetaan aineistoon suora m*c(T2-T1) C*(T2-T1)=P josta sovituksesta sitten saadaan C:lle ja P:lle estimaatit virherajoineen.
ja tässä tietenkin P*t, jossa t on aika...