Bagaimana cara menghitung Kekuatan Nyata dan Faktor Daya menggunakan Osiloskop?

Saya mencoba menghitung konsumsi Daya Riil perangkat saya dalam mode Siaga, tetapi untuk itu saya perlu mengetahui faktor dayanya karena:

$\text{Real Power} = V_\text{rms}\times I_\text{rms}\times PF$

Sekarang, perangkat saya seperti banyak perangkat TI lainnya tidak memiliki kurva arus sinusoidal yang sempurna, jadi saya tidak bisa menghitung pergeseran fasa yang bisa dilakukan cos (theta).

Saya membaca beberapa dokumentasi untuk aplikasi Arduino dan ternyata Anda dapat menghitung Kekuatan Nyata dengan melakukan beberapa sampel arus dan voltase instan dan mengalikannya dan hanya mendapatkan rata-rata. Jadi saya mengambil lingkup saya dan memutuskan untuk mendapatkan 1000 sampel.

Berikut ini grafiknya:

Saya mengekspor data ini ke lembar excel dan mendapatkan nilai-nilai berikut:

$V_\text{rms} = 118.96V\text{ (RMS)}$

$I_\text{rms} = 0.02024A\text{ (RMS)}$

$S \text{ (apparent power)} = 2.40792\text{ VA}$

$P \text{ (real power)} = 0.93713\text{ W}$

Ini memberi saya faktor daya

$PF = 0.93713/2.40792 = 0.38919\text{ ← This is a very low power factor.}$

Saya menggunakan perangkat Kill-a-Watt dan memberi tahu saya faktor daya sekitar 0,6 rata-rata.

Saya mencoba berinvestasi secara online jika saya melewatkan sesuatu, dan saya perhatikan sebuah situs web yang mengatakan bahwa penyelidikan saat ini untuk lingkup seharusnya memiliki "aliran panah" yang menunjuk ke sumber, dalam kasus saya outlet AC saya. Saya perhatikan saya memilikinya di sisi lain dan dikoreksi. Grafik di bawah ini:

Ini memberi saya nilai RMS yang hampir sama, tetapi ketika saya mencoba menghitung Kekuatan Nyata dengan mengalikan Tegangan sesaat dan bacaan saat ini dan menyamakannya, saya mendapatkan Kekuatan Nyata:

$P = -1.02W$

Bisakah kalian yang memiliki pengalaman lebih banyak mengarahkan saya ke arah yang benar. Apa yang saya lakukan salah?

Saya berpikir bahwa mencoba menggunakan nilai RMS tegangan dan arus untuk ini tidak akan berhasil. Bayangkan menggeser bentuk gelombang 4ms saat ini nanti; baik tegangan RMS maupun arus RMS tidak akan berubah sama sekali, tetapi daya yang ditarik akan berubah dengan urutan besarnya.

Daya sesaat yang ditarik oleh sirkuit Anda adalah V * I. Dalam waktu kecil mana pun, energi yang dikonsumsi adalah V * I * dt. Energi yang dikonsumsi dalam 1s, daya yang ditarik, akan menjadi bagian integral dari V * I * dt dari T = 0 hingga T = 1s. Anda dapat menghitung ini langsung dari nilai sampel dalam spreadsheet excel Anda. Pada setiap sampel waktu, gandakan tegangan sesaat dengan arus sesaat, dan itu memberikan daya sesaat ditarik. Lipat gandakan dengan interval sampel, dan itulah energi yang dikonsumsi dalam interval sampel itu. Tambahkan semua itu di atas siklus AC, dan kalikan dengan jumlah siklus per detik dan itu adalah energi yang ditarik per detik, atau dikenal sebagai kekuatan.

Melihat jejak lingkup, arus yang ditarik oleh sirkuit biasanya 0. Sekali per setengah siklus AC, arus meningkat menjadi sekitar 90mA dengan sangat cepat, kemudian turun secara linear ke 0 lebih dari sekitar 820us. Ini adalah sirkuit 60Hz sehingga ia melakukan ini setiap 8.3ms. Ketika sirkuit menggambar arus, tegangan lebih atau kurang konstan pada 170V. Itu rata-rata arus 45mA di atas 820us pada 170V = 7.65 W, tetapi hanya membutuhkan daya ini 1/10 dari total waktu, jadi konsumsi daya final adalah 0,76 W.

Dalam pengalaman saya, kemungkinan memasang kembali probe saat ini adalah tepat 0,5!

Untuk sistem seperti peralatan IT Anda, di mana degradasi faktor daya disebabkan oleh tindakan penyearah dan bukan semata-mata fase induktif atau kapasitif, faktor daya dihitung dengan metode K-faktor, yang merupakan fungsi dari komponen arus harmonik individu. Konten harmonik dihitung menggunakan FFT dari gelombang arus sampel.

Ruang lingkup seri 5000/6000 Anda (yang cukup indah - saya gunakan satu setiap hari di tempat kerja) bukan alat yang tepat untuk tugas ini. Anda benar-benar harus membeli atau menyewa meteran listrik untuk pekerjaan semacam ini.

Xitron memiliki makalah yang bagus tentang metode matematika power meter , dan Googling juga memberikan beberapa hit .

Probe saat ini pada dasarnya adalah transformator satu putaran. Tidak masalah ke arah mana probe diletakkan pada kawat yang diukur. Satu-satunya tujuan panah adalah untuk menunjukkan bahwa arus yang mengalir ke arah itu akan ditampilkan sebagai tegangan positif pada osiloskop. Perhatikan bahwa ketika Anda mengaktifkan probe, bentuk gelombang tetap sama tetapi polaritas pada osiloskop terbalik. Ini penting ketika fase antara arus dan beberapa tegangan atau arus lainnya harus ditentukan. Bentuk gelombang dan amplitudo tidak terpengaruh.