Активная и реактивная мощность трехфазной цепи: | Мощность трехфазной цепи | Fiziku5

| Мощность трехфазной цепи | Fiziku5

— Симметричная нагрузка (рис. 4.9)для случая активно-индуктивной нагрузки (φф>0)

Рис 4.9

— Несимметричная нагрузка (рис. 4.10)

Рис 4.10

— В симметричном трехфазном приемнике с активно-индуктивной нагрузкой оборван линейный провод (рис. 4.11)

Рис 4.11

— В симметричном трехфазном приемнике с активно-индуктивной нагрузкой произошел обрыв фазы ab (рис. 4.12).

Рис 4.12

4.6. Мощность трехфазной цепи

Активная и реактивная мощность трехфазной цепи в общем случае равны сумме мощностей отдельных фаз.

Активная и реактивная мощности для соединения фаз приемника звездой:

где со знаком “+” берется индуктивная, со знаком “-” – емкостная мощность.

Активная и реактивная мощности для соединения фаз приемника треугольником:

±

Активная и реактивная мощность каждой фазы рассчитываются так же, как и для однофазного приемника:

Полная мощность трехфазной цепи:

при этом или .

Вышеприведенные формулы, упрощаются для случая симметричной нагрузки:

Мощность при симметричной нагрузке можно выразить и через линейные напряжения и токи, при этом формулы мощностей не зависит от схемы соединения приемника:

Решить задачи:

Задача 4.1.

Указать схему соединения трехфазного генератора. Пояснить, что такое

Задача 4.2.

Какой из токовI1 иI2 является линейным, а какой – фазным?

Задача 4.3.

Может ли геометрическая сумма фазных токов быть отличной от нуля в схеме соединения звезда – звезда без нулевого провода?

Задача 4.4.

В четырехпроводной трехфазной цепи звезда – звезда, где приемник имеет несимметричную нагрузку, для чего нужен нулевой (нейтральный) провод?

Задача 4.5.

Будут ли меняться линейные токи при обрыве нулевого провода в случае:

а) симметричной нагрузки;

б) несимметричной нагрузки.

Задача 4.6.

Симметричная нагрузка соединена звездой. Линейное напряжение равно 380В. Определить фазное напряжение?

Задача 4.7.

Для каких приемников используется схема включения нагрузки треугольником?

Задача 4.8.

Как соединены эти обмотки?

Задача 4.9.

Линейный ток равен 3,2А. рассчитать фазный ток, если симметричная нагрузка соединена треугольником?

Задача 4.10.

В симметричной трехфазной цепи фазное напряжение равно 220В, фазный ток 2А, . Определить реактивную мощность цепи.

Задача 4.11.

В трехфазной цепи линейное напряжение равно 220В, линейный ток 2А, активная мощность 380Вт. Найти коэффициент мощности.

5. НЕЛИНЕЙНЫЕ МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ ПРИ ПОСТОЯННЫХ МДС

5.1 Характеристика магнитного поля

Магнитное поле – одна из двух сторон электромагнитного поля; оно создается движущимися зарядами или токами.

Вокруг проводника, в котором существует ток, всегда имеется магнитное поле, и, наоборот, в замкнутом проводнике, движущемся в магнитном поле, возникает ток.

Количественными характеристиками магнитного поля являются:

магнитная индукция – векторная величина, определяющая силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны поля.

Единицей магнитной индукции являются тесла (Тл):

[B] = 1Тл = 1Вб / 1м2

напряженность магнитного поля – векторная величина, которая не зависит от свойств среды и определяется только токами в проводниках, создающими магнитное поле. Направление вектора для изотропных сред (одинаковые свойства по всем направлениям) совпадает и определяется касательной, проведенной в данной точке поля к силовой линии.

В вакууме напряженность поля в какой либо точке связана с магнитной индукцией постоянным соотношением

= µ0,

где µ0 = 4π· 10-7 Гн/м – магнитная постоянная.

Для магнетиков, большинство из которых являются изотропными средами, в которые векторы и совпадают, можно записать:

В = µаН,

где µа = µ0µr абсолютная магнитная проницаемость; µr– относительная магнитная проницаемость магнетика.

Единица напряженности магнитного поля является ампер на метр (А/м):

[H] = 1А/1м

магнитной поток или поток вектора магнитной индукции Ф – скалярная величина характеризующая какую-либо область магнитного поля.

Для поля вектора магнитной индукции магнитный поток через какую-либо поверхность (рис.5.1.)

формула, мощность, баланс – образцы и примеры

Содержание:

  1. Мощность трёхфазной цепи
  2. Трёхфазные цепи
  3. Получение трёхфазной системы ЭДС
  4. Связывание цепей трёхфазной системы

Мощность трёхфазной цепи

Мощность при несимметричной нагрузке

Каждая фаза нагрузки представляет собой отдельный элемент электрической цепи, в котором происходит преобразование энергии или её обмен с источником питания. Поэтому активная и реактивная мощности трёхфазной цепи равны суммам мощностей отдельных фаз:

— для соединения звездой;

— для соединения треугольником.

Активная и реактивная мощности каждой фазы определяются так же, как в однофазной цепи:

Полная мощность трёхфазной цепи равна:

причём

Полную мощность можно представить также в комплексной форме. Например, для соединения нагрузки звездой:

Мощность при симметричной нагрузке

При симметричной нагрузке мощности всех фаз одинаковы, поэтому её можно определить, умножив на три выражения (3.14):

Фазные токи и напряжения в (3.15) можно выразить через линейные с учётом того, что при симметричной нагрузке и соединении её звездой , а при соединении треугольником . Подставляя эти соотношения в (3.15), мы получим для обеих схем соединения одинаковые выражения для мощности:

Трёхфазные цепи

Трёхфазные цепи являются основным видом электрических цепей, используемых при производстве, передаче и распределении электрической энергии. Они представляют собой частный случай симметричной многофазной цепи. То есть набор электрических цепей с одинаковой амплитудой и частотой, а источники с синусоидальными ЭДС сдвинуты по фазе друг от друга на один и тот же угол. Другие многофазные схемы также используются в этой технике. Шестифазные и двенадцатифазные выпрямительные установки с двухфазной автоматизацией, но трехфазные энергетические системы являются наиболее распространенными. Это связано с тем, что трёхфазная система является минимально возможной симметричной системой , обеспечивающей:

• экономически эффективное производство, передачу и распределение электроэнергии;

• эффективное преобразование электрической энергии в механическую посредством машин с вращающимся магнитным полем;

• возможность использования потребителем двух различных напряжений питания без дополнительных преобразований.

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Получение трёхфазной системы ЭДС

Для создания трёхфазной электрической цепи требуются три источника ЭДС с одинаковыми амплитудами и частотами и смещенными по фазе на 120°. Самым простым техническим устройством, которое надежно отвечает этим требованиям, является синхронный генератор. На рисунке 1 показана функциональная схема. 3.1. Ротор генератора (вращающаяся часть) представляет собой электромагнит или постоянный магнит. На статоре (неподвижной части) генератора расположены три одинаковые обмотки, смещенные в пространстве друг относительно друга на 120°. При вращении ротора его магнитное поле меняет своё положение относительно обмоток и в них наводятся синусоидальные ЭДС. Частота и амплитуда ЭДС обмоток определяется частотой вращения ротора со, которая в промышленных генераторах поддерживается строго постоянной. Равенство ЭДС обмоток обеспечивается идентичностью их конструктивных параметров, а фазовое смещение — смещением обмоток в пространстве.

Начала обмоток генератора обозначаются буквами латинского алфавита А, В, С, а их концы X, Y, Z. Последовательность, в которой фазные ЭДС проходят через одинаковые состояния, например, через нулевые значения, называется порядком чередования фаз. В электрических сетях этот порядок жёстко соблюдается, т.к. его нарушение может привести к серьёзным экономическим последствиям и к угрозе жизни и здоровью людей. В отечественной литературе принято обозначать ЭДС источников индексами, соответствующими обозначению начал обмоток, т.е. А-В-С.

Пусть начальная фаза ЭДС равна нулю, тогда мгновенные значения ЭДС обмоток генератора равны:

или в комплексной форме:

На рис. 3.2 показаны графики мгновенных значений и векторная диаграмма ЭДС. Вектор направлен по вещественной оси , вектор отстаёт от него по фазе на 120°, а вектор опережает на такой же угол.

Основным свойством симметрии многофазных систем является равенство нулю суммы мгновенных значений ЭДС, напряжений и токов, т.е.

В этом можно удостовериться, сложив комплексные числа в выражениях (3.1). Обеспечение симметрии системы является необходимым условием её эффективной работы.

Связывание цепей трёхфазной системы

Если к каждой обмотке трёхфазного генератора подключить нагрузку, то три отдельные электрические цепи (рис. 3.3, а***) образуют трёхфазную несвязанную систему. Каждая электрическая цепь, включающая источник ЭДС и нагрузку, называется фазой**** трёхфазной цепи. Напряжения между началами и концами обмоток генератора и напряжения между началами (а, b, с) и концами (х, у, z) нагрузки называются фазными напряжениями. Если сопротивлением соединительных проводов можно пренебречь, то , . Токи , протекающие в фазах называются фазными токами.

В несвязанной трёхфазной системе источники электрической энергии и нагрузка соединены шестью проводами (рис. 3.3, а) и представляют собой три независимые электрические цепи. Очевидно, что такая система ничем не отличается от трех однофазных цепей. Если обмотки генератора и фазовые нагрузки взаимосвязаны, образуется трехфазная цепь. На рис. 3.3, б показана трёхфазная цепь, в которой фазы генератора и нагрузка соединены звездой. Узлы соединений обмоток генератора и фаз нагрузки называются нейтральными (нулевыми) точками или нейтралями ( на 3.3, о), а провод, соединяющий эти точки -нейтральным (нулевым) проводом.

Проводники, соединяющие генератор и нагрузку, называются линейными проводами, а напряжения между линейными проводами ( на рис. 3.3, б) линейными напряжениями.

В связанной системе генератор и нагрузка соединены только четырьмя проводами и такая система называется четырёхпроводной. В некоторых случаях, как мы увидим далее, число проводов может быть уменьшено до трёх. Уменьшение числа проводов существенно снижает стоимость и эксплуатационные расходы линий передачи и распределения электроэнергии.

Связать отдельные цепи можно также треугольником, но обмотки генераторов обычно соединяют звездой. В этом случае с помощью второго закона Кирхгофа можно установить соотношения между комплексными фазными и линейными напряжениями генератора (рис. 3.3, б):

В симметричной трёхфазной системе фазные напряжения одинаковы

Подставляя комплексные фазные напряжения в первое уравнение (3.3), получим:

Это соотношение можно получить также геометрическими построениями в треугольнике векторов на рис. 3.4. Отсюда, с учётом равенства линейных напряжений:

Измерение реактивной мощности в трехфазной цепи.

Реактивную мощность в трехфазной трехпроводной цепи при симметричной нагрузке можно определить по разности показаний ваттметров(рис 8).

Рисунок 8. Измерение реактивной мощности двумя ваттметрами.

(14)

 

Откуда реактивная мощность:

(15)

 

Реактивную мощность в трехпроводной трехфазной цепи при симметричной нагрузке можно измерить одним ваттметром (рис 9).

Рисунок 9. Измерение Q одним ваттметром.

Токовая обмотка ваттметра включается в линейныйпровод А, а обмотка напряжения – на линейное напряжение UBC(т. е. на «чужое» напряжение). Из векторной диаграммы (рис. 10) видно, что сдвиг фаз между током IA и напряжением UBCсоставляет α=90°- φ

Рисунок 10.Векторная диаграмма.

Тогда показания ваттметра

(16)

 

Для вычисления реактивной мощности трехфазной трехпроводной цепи при симметричной нагрузке необходимо показания ваттметра умножить на .

(17)

 

Измерение энергии в цепях переменного тока.В цепях переменного тока для измерения активной энергии служат однофазные и трехфазные счетчики индукционной системы. Для измерения активной энергии в однофазных и трехфазных цепях однофазные счетчики включают по схемам, аналогичным схемам включения ваттметров (см. рис. 3 и 5). В трехпроводных трехфазных цепях для измерения активной энергии применяют двухэлементные объединяющие измерительные системы двух однофазных счетчиков (рис. 11).

Рисунок 11. Измерительные системы двух однофазных счетчиков.

Для измерения активной энергии в четырехпроводных цепях трехфазного тока применяют трехэлементные счетчики.

Реактивную энергию WР как при симметричной, так и при несимметричной нагрузке в трехфазной цепи измеряют трехфазными индукционными счетчиками реактивной энергии. При симметричной нагрузке в трехпроводной трехфазной цепи реактивную мощность можно измерить с помощью двух однофазных счетчиков. Для этого их включают в цепь, как и ваттметры, по схеме (рис.5). Реактивная энергия равна разности показаний счетчиков, умноженной на .

 

 


Мощность трехфазной цепи

Энергетика Мощность трехфазной цепи

просмотров — 117

Как и в однофазной линœейной цепи синусоидального тока, в трехфазной линœейной цепи могут иметь место три вида мощности:

— активная Р;

— реактивная Q;

— полная S.

Активной мощностью трехфазной электрической цепи принято называть сумма активных мощностей всœех фаз источников электрической энергии или всœех фаз приемника. При симметричном приемнике активная мощность

При этом часто фазные токи или напряжения сложно замерить, в связи с этим чаще используется формула с линœейными током и напряжением:

Реактивная мощность находится аналогично: складываются реактивные мощности каждой из фаз приемника или в случае симметрии

Для полной мощности в случае симметричного приемника имеем:


Читайте также


  • — Мощность трехфазной цепи.

    Каждую фазу нагрузки в трехфазной цепи можно рассматривать как цепь однофазного переменного тока. Соотношения для мгновенной, активной, реактивной, полной и комплексной мощностей ранее были получены. Мгновенные мощности фаз можно определить согласно выражению: . … [читать подробенее]


  • — Мощность трехфазной цепи

    I. Несимметричная нагрузка: 1) Трехпроводная (звезда – звезда; звезда- треугольник) P=Pф1+Pф2+Pф3=Uф1Iф1cosjф1+ Uф2Iф2cosjф2+ Uф3Iф3cosjф3 Q=Qф1+Qф2+Qф3=Uф1Iф1sinjф1+ Uф2Iф2sinjф2+ Uф3Iф3sinjф3 S=; 2) Четырехпроводная цепь P=Pф1+Pф2+Pф3+P0=Uф1Iф1cosjф1+ Uф2Iф2cosjф2+ Uф3Iф3cosjф3 +U0’0I0cosj0 Q=Qф1+Qф2+Qф3+Q0=Uф1Iф1sinjф1+ Uф2Iф2sinjф2+… [читать подробенее]


  • — Мощность трехфазной цепи

    Под активной мощностью трехфазной системы понимают сумму активных мощностей фаз и активной мощности, выделяемой в сопротивлении, включенном в нулевой провод: (7.6) Реактивная мощность — сумма реактивных мощностей фаз и реактивной мощности сопротивления, включенного в… [читать подробенее]


  • — Мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке.

    Слайд 22 При симметричной нагрузке мощности фаз одинаковы, поэтому: Слайд 23 Так как за номинальные величины обычно принимают линейные напряжения и токи то мощности удобнее выражать через линейные величины Uл и Iл. Используя соотношения между линейными и фазными… [читать подробенее]


  • — Мощность трехфазной цепи

    Обрыв одной фазы в трехпроводной трехфазной цепи При обрыве одной фазы, например, фазы АВ (рис. 3.15), ток в ней будет равен нулю IAB= 0, а в двух других фазах напряжения п токи не изменяются. Рис. 3.15. Обрыв фазы АВ в трехпроводной трехфазной цепи при соединении… [читать подробенее]


  • — Мощность трехфазной цепи при несимметричной нагрузке.

    Мощность трехфазных цепей. Слайд 20 Мгновенная мощность трехфазного источника электрической энергии: Среднее за период значение мощности, т.е. мощность генератора, равна сумме активных мощностей отдельных фаз. Слайд 21Трехфазная цепь это совокупность трех… [читать подробенее]


  • — Мощность трехфазной цепи

    Как и в однофазной линейной цепи синусоидального тока, в трехфазной линейной цепи могут иметь место три вида мощности: — активная Р; — реактивная Q; — полная S. Активной мощностью трехфазной электрической цепи называется сумма активных мощностей всех фаз источников… [читать подробенее]


  • Электротехника. Цепи с параллельным соединением приемников

    2.4 Цепи с параллельным соединением приемников (резонанс токов)
    I
    R
    U
    XL
    XC
    IR
    IL
    IC
    Схема замещения цепи с параллельным соединением приемников
    I
    R1
    R2
    U
    I1
    XL
    I2
    Резонансный режим
    XC
    XC
    XL
    2
    2
    2
    R1 X L R2 X C2
    2.5 Активная, реактивная и полная мощность
    Активная мощность
    T
    i I m sin t
    T
    1
    1
    P pdt ui dt
    T0
    T0
    u U m sin t
    T
    I mU m
    1
    P I mU m sin t sin t dt
    cos UI cos
    T0
    2
    Реактивная мощность
    Полная мощность
    Q UI sin
    S 2 P2 Q2
    S U I
    Коэффициент мощности
    P
    cos
    S
    P
    P2 Q2
    S
    R
    R2 X 2
    Q
    P
    2.6 Трехфазные цепи
    Трехфазная симметричная система ЭДС – это совокупность трех
    синусоидальных ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых по
    фазе на 120° .
    e
    eA
    0
    eB
    π
    eC


    Графики мгновенных значений ЭДС
    ωt
    Синусоидальные функции времени:
    e A Em sin t
    +1
    eB Em sin t 120
    EA
    eC Em sin t 120
    +j
    Комплексные числа:
    EC
    EB
    Векторная диаграмма
    E A Ee j 0
    j120
    E B Ee
    j120
    E Ee
    C
    Совокупность трехфазной системы ЭДС, трехфазной нагрузки и
    соединительных проводов называют трехфазной цепью.
    Фаза – участок трехфазной цепи, по которому протекает одинаковый
    ток (или аргумент синусоидально изменяющейся величины).
    Схема звезда
    Схема звезда с
    нейтральным проводом
    Схема треугольник
    Линейный ток – ток, текущий по линейному проводу.
    Линейное напряжение – напряжение между линейными проводами.
    Каждая из трех обмоток генератора называется фазой генератора;
    каждая из трех нагрузок – фаза нагрузки;
    протекающие по ним токи – фазные токи генератора или нагрузки;
    напряжение на фазе генератора или нагрузке – фазное напряжение.
    Схема соединения звезда
    I A
    А
    U A
    U AB
    zA
    I 0
    0
    U CA
    В
    С
    U B
    zC
    U C
    U BC
    I C
    zB
    I B
    U AB U BC U CA U л
    U A U B UC Uф
    – линейное напряжение
    – фазное напряжение
    U AB U A U B ;
    U BC U B U C ;
    U CA U C U A .
    U AB U A 2 cos 30 3U A
    U CA
    U AB
    U A
    U B
    U C
    U BC
    U л 3U ф
    I л Iф
    Векторная диаграмма
    напряжений
    I A I B I C I 0 0
    Схема соединения треугольник
    I A
    А
    I AB
    U AB
    zCA
    I CA
    U CA
    В
    С
    zAB
    zBC
    U BC
    I B
    I C
    I BC
    I A I B IC I л
    I AB I BC ICA I ф
    I A I AB I CA ;
    I I I ;
    B
    BC
    AB
    I I I .
    C
    CA
    BC
    U л Uф
    – линейный ток
    – фазный ток
    U AB
    I AB
    I A
    I C
    U CA
    I CA
    I BC
    I B
    U BC
    I л 3I ф
    Векторная диаграмма
    напряжений и токов
    2.7 Мощности трехфазной цепи
    Активная мощность трехфазной системы – сумма активных
    мощностей фаз нагрузки и активной мощности в сопротивлении,
    включенном в нулевой провод.
    P PA PB PC P0
    Реактивная мощность трехфазной системы – сумма реактивных
    мощностей фаз нагрузки и реактивной мощности в сопротивлении,
    включенном в нулевой провод.
    Q QA QB QC Q0
    S P2 Q2
    – полная мощность
    При равномерной нагрузке фаз:
    P 3U ф I ф cos ф ;
    Q 3U ф I ф sin ф ;
    S 3U ф I ф .
    P 3U л I л cos ф ;
    Q 3U л I л sin ф ;
    S 3U л I л .
    3. Магнитные цепи
    B 0 H a H
    В – магнитная индукция, Тл;
    Н – напряженность магнитного поля, А/м;
    μ0 – магнитная проницаемость вакуума;
    μа – абсолютная магнитная проницаемость;
    μ – относительная магнитная проницаемость.
    Диамагнетики – вещества, у которых относительная магнитная
    проницаемость μ
    Парамагнетики – вещества, у которых μ > 1.
    Ферромагнетики – вещества, у которых μ >> 1.
    Магнитный поток через некоторую поверхность – это поток вектора
    магнитной индукции через эту поверхность.
    Единицей измерения магнитного потока является вебер (Вб).
    B dS
    S
    Свойства ферромагнитных материалов характеризуются
    зависимостью магнитной индукции В от напряженности магнитного
    поля Н: петля гистерезиса.
    Явление гистерезиса – отставание изменения магнитной индукции В
    от изменения напряженности магнитного поля Н.
    Гистерезис обусловлен внутренним трением областей
    самопроизвольного намагничивания.
    Bm
    Br
    + Hc
    — Hc
    — Bm
    Петля гистерезиса
    Кривая намагничивания
    Основные законы магнитных цепей
    Принцип непрерывности магнитного потока – линии магнитной
    индукции непрерывны и замкнуты.
    Поэтому магнитный поток через замкнутую поверхность Ф = 0.
    BdS 0
    Закон полного тока – линейный интеграл напряженности магнитного
    поля вдоль замкнутого контура равен алгебраической сумме токов,
    пронизывающих этот контур.
    H dl I
    Магнитодвижущая сила (МДС) обмотки с током – произведение
    числа витков катушки W на протекающий по ней ток I.
    F W I
    I1
    I3
    I2W 2
    I 1W 1
    Ф1
    Ф2
    Разветвленная магнитная цепь
    Ф3

    Как измерить реактивную мощность

    В повседневной жизни практически каждый сталкивается с понятием «электрическая мощность», «потребляемая мощность» или «сколько эта штука «кушает» электричества». В данной подборке мы раскроем понятие электрической мощности переменного тока для технически подкованных специалистов и покажем на картинке электрическую мощность в виде «сколько эта штука кушает электричества» для людей с гуманитарным складом ума Мы раскрываем наиболее практичное и применимое понятие электрической мощности и намеренно уходим от описания дифференциальных выражений электрической мощности. В цепях переменного тока формула для мощности постоянного тока может быть применена лишь для расчёта мгновенной мощности, которая сильно изменяется во времени и для практических расчётов бесполезна. Прямой расчёт среднего значения мощности требует интегрирования по времени. Для вычисления мощности в цепях, где напряжение и ток изменяются периодически, среднюю мощность можно вычислить, интегрируя мгновенную мощность в течение периода.


    Поиск данных по Вашему запросу:

    Как измерить реактивную мощность

    Схемы, справочники, даташиты:

    Прайс-листы, цены:

    Обсуждения, статьи, мануалы:

    Дождитесь окончания поиска во всех базах.

    По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Лекция о компенсации реактивной мощности

    Активная, реактивная и полная (кажущаяся) мощности


    Измерение реактивной мощности осуществляется с помощью специального прибора варметра, также можно определить косвенным методом с помощью ряда приборов вольтметра, амперметра, фазометра. Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электрооборудование изменениями энергии электромагнитного поля в цепях переменного тока:. Единица измерения реактивной мощности — вольт-ампер реактивный вар.. Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери и падение напряжения.

    В электра установках специального назначения индукционные печи реактивная мощность значительно больше активной. Это приводит к увеличению реактивной составляющей тока и вызывает перегрузку источников электроснабжения.

    Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Применяют счетчики электрической энергии. Счетчик электрической энергии по принципу своего действия аналогичен ваттметру.

    Однако в отличие от ваттметров вместо спиральной пружины, создающей противодействующий момент, в счетчиках предусматривают устройство, подобное электромагнитному демпферу, создающее тормозящее усилие, пропорциональное частоте вращения подвижной системы. Поэтому при включении прибора в электрическую цепь возникающий вращающий момент будет вызывать не отклонение подвижной системы на некоторый угол, а вращение ее с определенной частотой.

    Наибольшее распространение получили ферродинамические и индукционные счетчики; первые применяют в цепях постоянного тока, вторые — в цепях переменного тока. Счетчики электрической энергии включают в электрические цепи постоянного и переменного тока так же, как и ваттметры. Сдвиг по фазе меж двумя ист.

    Если на обе пары отклоняющих пластин осциллографа, не применяя развертки, подать переменные синусоидальные напряжения с одинаковыми частотами рис. Рис 1. Схема измерения частоты и сдвига фаз осциллографом Если два напряжения совпадает пo фазе, тo перемещения луча по горизонтали и вертикали происходят одновременно и пропорционально, поэтому след на экране получается в виде прямой, имеющей наклон вверх слева направо.

    Если же они не совпадают по фазе, то на экране появляетcя эллипс рис 2. Рис 2. Изображение на экране осциллографа при различных фазовых сдвигах между напряжениями на горизонтальных и вертикальных пластинах При совпадении или противоположности фаз получаются прямые линии, при других значениях фаз — эллипсы.

    Если напряжения подобраны таким образом, что максимальные отклонения на обеих осях одинаковы, то при разности фаз 90″ получатся окружности. Однако прямые линии и окружности — это частные случаи общей эллиптической кривой. Для оценки частоты напряжения его прикладывают к одной паре пластин, а к другой паре — эталонное напряжение рис. Рис 3. Фигура на экране осциллографа при кратном соотношении частот на пластинах Х и Y. Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности.

    Наиболее универсальным из косвенных методов является метод амперметра-вольтметра. Метод амперметра-вольтметра. Основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений рис.

    По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление. Для схемы рис. Из определения относительных методических погрешностей следует, что измерение по схеме рис.

    Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению.

    Ток при измерении должен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Схема измерения больших а и малых б сопротивлений методом амперметра-вольтметра. Рекомендуется проводить 3 — 5 измерений при различных значениях тока. За результат, в данном случае, принимается среднее значение измеренных сопротивлений. При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, вольтметр следует подключать после того как ток в цепи установится, а отключать до разрыва цепи тока.

    Это необходимо делать для того, чтобы исключить возможность повреждения вольтметра от ЭДС самоиндукции цепи измерения. Метод непосредственной оценки. Предполагает измерение сопротивления постоянному току с помощью омметра. Измерения омметром дают существенные неточности. По этой причине данный метод используют для приближенных предварительных измерений сопротивлений и для проверки цепей коммутации.

    Мостовой метод. Применяют две схемы измерения — схема одинарного моста и схема двойного моста. Файловый архив студентов. Логин: Пароль: Забыли пароль?

    Email: Логин: Пароль: Принимаю пользовательское соглашение. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Добавил: Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам. Скачиваний: Понятие измерения, физической величины, метода измерения, погрешности и точности измерения, сходимости и достоверности. Воспроизведение величины заданного замера, сравнение, измерительное преобразование, масштабирование. Эталон и рабочие средства измерений.

    Принцип действи, достоинства, недостатки, область применения. Принцип действия, достоинства, недостатки, область применения. Для этого из исследуемого напряжения подается напряжение на вход Y а другое на X. При этом на экране осциллографа наблюдается прямая линия с углом наклона горизонтальной оси. Значения X и Y определяются в т. Схемы измерительных мостов.


    Измерение реактивной мощности в трехфазных цепях

    Электрическая мощность — это сейчас для нас все. Мы живем на электричестве, мы его пьем, едим, им греемся, на нем ездим. Через него смотрим на целый мир, им общаемся, и уж как-то им начинаем и думать. Но мощность электрическая имеет некоторое лукавое измерение, с помощью которого способна от нас утекать. Мощность бывает активная, а бывает полная. Спрашивается, полная чем?

    Для измерения реактивной мощности токовые концы ваттметра включают в рассечку любой фазы, а концы обмотки напряжения — на две другие фазы.

    Активная мощность. Единица измерения — ватт (w, Вт). Реактивная мощность в чем измеряется

    Другими словами активную мощность можно назвать: фактическая, настоящая, полезная, реальная мощность. В цепи постоянного тока мощность, питающая нагрузку постоянного тока, определяется как простое произведение напряжения на нагрузке и протекающего тока, то есть. Другими словами, в цепи постоянного тока нет никакого коэффициента мощности. Но при синусоидальных сигналах, то есть в цепях переменного тока, ситуация сложнее из-за наличия разности фаз между током и напряжением. Поэтому среднее значение мощности активная мощность , которая в действительности питает нагрузку, определяется как:. Мощность, которая постоянно перетекает туда и обратно между источником и нагрузкой, известна как реактивная Q. Реактивной называется мощность, которая потребляется и затем возвращается нагрузкой из-за её реактивных свойств. Энергия реактивной мощности сначала накапливается, а затем высвобождается в виде магнитного поля или электрического поля в случае, соответственно, индуктивности или конденсатора.

    Измерение реактивной мощности

    Довольно часто возникает необходимость измерять мощность, потребляемую из сети, или же генерируемую в сеть. Это необходимо для учета потребляемой или генерируемой энергии, а также для обеспечения нормальной работы энергосистемы избежание перегрузок. Измерять мощность можно несколькими способами — прямым и косвенным. При прямом измерении применяют ваттметр, а при косвенном амперметр и вольтметр. Из-за отсутствия реактивной и активной составляющей в цепях постоянного тока для измерения мощности ваттметр применяют очень редко.

    Реактивная мощность связана с полной мощностьюS и активной мощностью Р соотношением:. Коэффициент мощности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей.

    Измерение реактивной мощности в трехфазной цепи.

    Активная и реактивная мощность — потребители электрической энергии на то и потребители, чтобы эту энергию потреблять. Потребителя интересует та энергия, потребление которой идет ему на пользу, эту энергию можно назвать полезной, но в электротехнике ее принято называть активной. Это энергия, которая идет на нагрев помещений, готовку пищи, выработку холода, и превращаемая в механическую энергию работа электродрелей, перфораторов, электронасосов и пр. Кроме активной электроэнергии существует еще и реактивная. Это та часть полной энергии, которая не расходуется на полезную работу.

    Реактивная мощность для чайников

    Измерение мощности в четырехпроводных цепях. Реактивную мощность в трехфазных четырехпроводных цепях можно измерить одним трехэлементным ваттметром активной мощности или тремя одноэлементными. Мощность, измеряемая одноэлементным ваттметром активной мощности, определяется током I в его последовательной цепи, напряжением U, приложенным к его параллельной цепи, и косинусом угла сдвига фаз между током I и напряжением U. В трехфазных цепях при симметричной нагрузке рис. Поэтому при включении последовательной цепи ваттметра на ток I А и подведении к параллельной цепи его напряжения U ВС ваттметр измерит мощность , то есть в раз большую реактивной мощности фазы А. Появление множителя объясняется тем, что приложенное к параллельной цепи ваттметра линейное напряжение U ВС больше фазного U А в раз. Если второй и третий ваттметры или элементы трехфазного ваттметра будут включены аналогичным образом рис.

    Еще раз про мощность: активную, реактивную, полную Активная мощность : обозначение P, единица измерения: Ватт; Реактивная.

    26) Измерение реактивной мощности.

    Как измерить реактивную мощность

    Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Единицей измерения в Международной системе единиц СИ является ватт русское обозначение: Вт , международное: W. Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи. Другими словами, при движении единичного заряда по участку электрической цепи он совершит работу, численно равную электрическому напряжению, действующему на участке цепи.

    Электрическая мощность

    ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Коэффициент мощности «косинус фи»

    Измерение активной и реактивной мощностей в цепях трехфазного тока. Для измерения мощности трехфазного приемника применяют различные схемы включения ваттметров. При симметричной нагрузке активную мощность Р можно измерить одним ваттметром, включенным по схемам рис. При несимметричной нагрузке мощность трехфазного приемника можно измерить тремя ваттметрами рис. Общая мощность приемника в этом случае. В трехпроводных системах трехфазного тока при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения приемников широко распространена схема измерения мощности двумя ваттметрами рис.

    Измерение мощности в четырехпроводных цепях.

    Реактивная мощность

    Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Активная и реактивная мощность — потребители электрической энергии на то и потребители, чтобы эту энергию потреблять. Потребителя интересует та энергия, потребление которой идет ему на пользу, эту энергию можно назвать полезной, но в электротехнике ее принято называть активной. Это энергия, которая идет на нагрев помещений, готовку пищи, выработку холода, и превращаемая в механическую энергию работа электродрелей, перфораторов, электронасосов и пр. Кроме активной электроэнергии существует еще и реактивная. Это та часть полной энергии, которая не расходуется на полезную работу. Как понятно из вышесказанного, полная мощность — это активная и реактивная мощность в целом.

    Главная цель при передаче электроэнергии — повышение эффективности работы сетей. Следовательно, необходимо уменьшение потерь. Основной причиной потерь является реактивная мощность, компенсация которой значительно повышает качество электроэнергии.


    Измерение реактивной мощности в однофазных и трехфазных цепях

    При наличии в цепи индуктивности и емкости. Из-за свойства накопления энергии катушки индуктивности и конденсатора это приводит к тому, что напряжение и ток не совпадают по фазе. Чтобы преодолеть этот фазовый сдвиг, необходима дополнительная мощность, известная как реактивная мощность. Он обозначается Q и выражается в реактивных вольт-амперах (ВАР). Формула для реактивной мощности имеет следующий вид:

    Q = VI sin φ

    Измерение реактивной мощности часто необходимо для определения характера нагрузки и измерения коэффициента мощности.Посмотрим измерение реактивной мощности в однофазных и трехфазных цепях.


    Измерение реактивной мощности в однофазной цепи:

    Варметр однофазный (реактивный вольтамперметр) применяется для измерения реактивной мощности в однофазных цепях. По сути, это электродинамический прибор, в котором катушка напряжения выполнена высокоиндуктивной реактивной, т. е. путем замены сопротивления катушки напряжения катушкой индуктивности. Ниже показана принципиальная схема однофазного варметра.

    Из-за индуктивности ток в катушке напряжения находится в квадратуре с ее напряжением (т. е. ток отстает от напряжения на 90°). Это приводит к тому, что счетчик показывает:

    VI cos( φ — 90°) = VI sin φ = Q

    гармоник, а также когда прибор работает не на той частоте, на которую он настроен. Также его нельзя использовать в цепях, работающих при высоких напряжениях.

    Измерение реактивной мощности в трехфазной цепи:

    Трехфазная сбалансированная нагрузка:

    В трехфазных цепях при подключении сбалансированных нагрузок измеренная реактивная мощность будет одинаковой во всех фазах. Следовательно, для измерения реактивной мощности требуется только один ваттметр.

    Для измерения реактивной мощности катушка тока вставляется в любую фазу, а катушка напряжения подключается к оставшимся двум фазам, как показано ниже.

    Учтите, катушка давления подключена между фазами R и B, а катушка тока вставлена ​​в фазу Y. в фазах R, Y, B соответственно

  • I R , I Y , I B = среднеквадратичное значение токов в фазах R, Y, B соответственно
  • φ = угол сдвига фаз между соответствующими напряжением и током.

  • Теперь для сбалансированной нагрузки у нас есть

    V R = V Y = V B = V L = √3V P (звезда подключена)

    и I R = I Y = I B = I L = I P (звезда)

    Следовательно, реактивная мощность или показания ваттметра на фазу являются произведением напряжения, тока и косинуса угол между ними, т.е.,

    Q = V L I P cos φ

    Q = √3V P I P cos φ

    текущий ток катушки равен 90 + φ. Поэтому, Следовательно, общая реактивная мощность = 3 В P I P sinφ = -√3 × Q, а фазовый угол φ определяется выражением

    Трехфазная несбалансированная нагрузка:

    В трехфазных цепях при подключении несимметричных нагрузок реактивная мощность, измеренная в каждой фазе, будет разной.Таким образом, реактивная мощность в несимметричных нагрузках определяется с помощью метода двух ваттметров и метода трех ваттметров.


    Для условий сбалансированной нагрузки реактивная мощность определяется как

    Q = 3 VI sin φ

    Приведенное выше уравнение немного отличается для несбалансированных нагрузок. В сбалансированных нагрузках мгновенная мощность равна реактивной мощности. Но при несбалансированных нагрузках реактивная мощность будет равна его средней мощности. Реактивная мощность при несбалансированных нагрузках задается как

    Нижние индексы 1, 2 и 0 обозначают компоненты положительной, обратной и нулевой последовательности соответственно.

    Трехфазная сбалансированная нагрузка | Нагрузки, соединенные треугольником и звездой — Electrical Academia

    Трехфазная нагрузка представляет собой набор из трех одинаковых комбинаций электрических компонентов, расположенных точно таким же образом (последовательно, параллельно или иным образом). Причиной использования трехфазных нагрузок является более высокая потребляемая мощность.

    Например, в промышленности большинство двигателей являются трехфазными, особенно более крупные двигатели, которые обеспечивают большую мощность для конвейеров, насосов, воздуходувок, станков и т. д.

    Тремя компонентами переменного тока являются резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы. В этом смысле трехфазные нагрузки могут быть чисто резистивными (состоящими только из нагревательных элементов), резистивными и индуктивными (как электродвигатели), а также резистивными, индуктивными и емкостными (как многие двигатели, которые по разным причинам снабжены конденсаторами). .

    Поскольку три отдельных набора нагрузок идентичны и одновременно подключены к электричеству, они сбалансированы. Таким образом, все трехфазные нагрузки автоматически образуют сбалансированную нагрузку для трехфазной цепи.

    Работа с трехфазными нагрузками намного проще, чем если бы независимые однофазные нагрузки были подключены к трехфазной цепи.

    На самом деле, многие соотношения и расчеты для трехфазных нагрузок напоминают их аналоги для однофазных систем. Это связано с тем, что отдельные части нагрузок на трех фазах ведут себя одинаково. Например, , в нагрузке, состоящей из резисторов и катушек индуктивности, существует разность фаз между током и напряжением.Для трехфазной нагрузки эта разность фаз одинакова для всех трех фаз, и, следовательно, ее нужно найти только для одной фазы.

    Рис. 1 Соединение по схеме «звезда» и «треугольник» для одной и той же нагрузки.

    Для анализа трехфазных нагрузок нам необходимо знать соотношения между напряжением, импедансом, током, мощностью и коэффициентом мощности, а также коррекцию коэффициента мощности.

    Опять же, здесь у нас есть три типа мощности: активная мощность, реактивная мощность и полная мощность .Однако нам нужно провести различие между соединением треугольником и соединением звездой.

    Трехфазная нагрузка изначально может быть разомкнута с шестью клеммами. В зависимости от того, как эти клеммы соединены друг с другом и с внешними линиями, они образуют соединение по схеме «звезда» или «треугольник».

    На рисунке 1 показано, как 6 клемм A, B, C, A′, B′ и C′ могут быть соединены звездой и треугольником. Два метода подключения не эквивалентны и влияют на ток и мощность, отбираемые от цепи.

    Работать с несбалансированными нагрузками сложнее, и каждую ветвь необходимо анализировать отдельно, а результаты объединять.

    Трехфазные зависимости для сбалансированных нагрузок

    Если обратиться к следующему рисунку, на котором показаны линейные и фазные токи, а также линейные и фазные напряжения для соединения нагрузки по схеме треугольник и звезда, всегда существуют следующие зависимости :

    Рисунок: Определение фазного и линейного тока.

    Для нагрузки, соединенной звездой,

    \[\begin{align}  & \begin{matrix}   {{I}_{L}}={{I}_{ph}} & {} & \left ( 1 \right)  \\\end{matrix} \\ & \begin{matrix}   {{V}_{L}}=\sqrt{3}{{V}_{ph}} & {} & \left ( 2 \right)  \\\end{matrix} \\\end{align}\]

    Для нагрузки, соединенной треугольником,

    \[\begin{align}  & \begin{matrix}   {{I} _{L}}=\sqrt{3}{{I}_{ph}} & {} & \left( 3 \right)  \\\end{matrix} \\ & \begin{matrix}   {{V} _{L}}={{V}_{ph}} & {} & \left( 4 \right)  \\\end{matrix} \\\end{align}\]

    Текущий компонент всегда может найти по закону Ома.Если полное сопротивление каждого из трех элементов трехфазной нагрузки обозначить как  Z , то

    \[\begin{matrix}   {{I}_{ph}}=\frac{{{V}_ {ph}}}{Z} & {} & \left( 5 \right)  \\\end{matrix}\]

    Уравнение от 1  до  5  может определить все значения, если известны два из них.

    Обратите внимание, что для сбалансированной нагрузки все фазные токи равны и все линейные токи также равны. Также, ссылаясь на Рисунок 2 , хотя линейные токи равны по величине, они не могут быть в фазе друг с другом.

    Как показано, как для нагрузки, соединенной треугольником, так и для нагрузки, соединенной звездой, в данный момент, когда токи на двух фазах направлены к нагрузке, ток на третьей фазе направлен в противоположном направлении (помните, что при переменном токе В электричестве направление тока непрерывно меняется; здесь направление тока подразумевает, что если в данный момент его величина положительна или отрицательна).

    Поскольку переменный ток постоянно меняет направление, показанные на Рис. 2  являются мгновенными значениями, и через мгновение направления будут другими.

    Мы хотим сказать, что для сбалансированной нагрузки три тока имеют те же соотношения, что и напряжения. То есть при синусоидальном напряжении изменение токов синусоидальное и с разностью фаз, и притом их мгновенная сумма равна нулю.

    $\begin{matrix}   {{I}_{1}}+{{I}_{2}}+{{I}_{3}}=0 & {} & \left( 6 \right) \\\end{matrix}$

    Рисунок 2  Мгновенное направление токов в трехфазных системах.

    Уравнение 6  подразумевает, что в любой момент сумма токов в трех линиях трехфазной системы равна нулю для сбалансированных нагрузок.В этом смысле ток I 0 , связанный с заземленным проводом или нейтральной линией (при ее наличии), равен нулю. По этой причине нейтральная линия меньше по размеру, чем трехфазная.

    Мощность в трехфазной системе

    Соотношение мощности для трехфазной системы должно быть указано отдельно.{2}}} & {} & \left( 9 \right)  \\\end{matrix} \\\end{align} $

    Но тогда выражение для кажущейся мощности S  и для соединения по схеме треугольник, и для соединения по схеме звезда равно

    \[\begin{align}  & \begin{matrix}   S=\sqrt{3}*{{ V}_{L}}*{{I}_{L}} & {} & \left( 10 \right)  \\\end{matrix} \\ & Or \\ & \begin{matrix}   S=3 *{{V}_{ph}}*{{I}_{ph}} & {} & \left( 11 \right)  \\\end{matrix} \\\end{align}\]

    два выражения в уравнениях 10 а и 11 эквивалентны, потому что при соединении треугольником, где фазное и линейное напряжение одинаковы, линейный ток в √3 раз превышает фазный ток, а при соединении по схеме «звезда», когда линейный ток и фазный ток одинаковы, линейное напряжение в √3 раза больше фазного напряжения.

    Уравнения 10 и 11 должны использоваться вместе с уравнениями 8 и 9, чтобы избежать путаницы, когда нагрузка является полностью резистивной или полностью реактивной.

    Когда нагрузка является полностью резистивной, коэффициент мощности равен 1, а полная мощность и активная мощность совпадают.

    Аналогичным образом, когда нагрузка является полностью реактивной, например, когда к линии подключен набор конденсаторов, коэффициент мощности равен нулю, а полная мощность и реактивная мощность одинаковы.

    Переключатель звезда-треугольник

    Существует ряд фактов, которые используются на практике. Это

    1. . Для одной и той же нагрузки ток в линии и потребляемая мощность меньше (точнее, на треть), если нагрузка подключена по схеме звезда, а не треугольник.
    2. Точно так же генератор может выдавать больше энергии, если обмотки соединены треугольником.

    По вышеуказанным причинам, чтобы уменьшить начальный ток некоторых устройств, особенно трехфазных электродвигателей с высоким пусковым током , используется специальный тип переключателя, который подключает трехфазную нагрузку к электричеству в два этапа.

    В первой ступени соединение звездой выполняется первым поворотом переключателя, а при следующем повороте соединение меняется на треугольник. Это расположение схематично показано на Рис. 3 .

    Рисунок 3  Схема переключателя звезда-треугольник для пуска трехфазных двигателей.

    Сначала точки R, S и T, которые являются свободными концами нагрузки (обмотки), соединяются с точками A′, B′ и C′. Это создает соединение звездой, но если R, S и T соединены с A, B и C (т.е., что делается после дальнейшего поворота выключателя), то нагрузка подключается треугольником к трехфазной линии.

    Пусковой ток:  Относительно высокий ток, который первоначально испытывает двигатель при подключении к электричеству (при нулевой скорости). Ток уменьшается по мере увеличения скорости двигателя.

    Переключатель звезда-треугольник, однако, представляет собой механическую систему и относится к технологиям прошлого. В настоящее время эта технология заменена электронной коммутацией; вместо этого для запуска двигателей используется частотно-регулируемый привод (VFD), который также предлагает другие преимущества.

    Преобразователь частоты основан на преобразовании переменного тока в постоянный и постоянного в переменный, который также можно рассматривать как преобразователь частоты. С помощью такого устройства можно изменять частоту переменного тока. Следовательно, скорость вращения двигателя, которая зависит от частоты сети, может быть изменена.

    Кроме того, , поскольку это электронное устройство, его можно использовать для плавного пуска двигателя путем ограничения тока. Таким образом, он обеспечивает то же преимущество, что и переключатель звезда-треугольник.

    ЧРП бывают различной мощности (например, для привода двигателя мощностью 0,5 л.с. или двигателя мощностью 500 л.с.). Они должны быть способны выдерживать требуемую мощность двигателя; следовательно, их физический размер зависит от мощности, которую они могут обеспечить двигателю. Очень маленький пример такого устройства показан на рис. 4 .

    Рис. 4  Пример небольшого частотно-регулируемого привода.

    Мгновенная, средняя, ​​активная и реактивная мощность

    Вперед

    Мы обсудили и развили некоторые важные концепции линий передачи в последних нескольких статьях.В прошлый раз мы говорили о длинных линиях электропередачи. Здесь мы обсудим простую, но важную базовую концепцию электроэнергии. Это освежит наши знания, прежде чем мы двинемся дальше. Электрическая мощность имеет то же значение, что и механическая энергия, но здесь сила или энергия, о которой мы говорим, имеет электрическую форму. Мы часто сталкиваемся с такими терминами, как мгновенная, средняя, ​​полная, реальная, реактивная, кажущаяся и комплексная мощность или просто мощность.Что они имеют в виду? как они связаны? Об этом мы поговорим здесь и в следующей статье.

    Цепь постоянного тока

    Пока наш анализ ограничен цепью постоянного тока (DC), мощность, потребляемая резистивной нагрузкой, является произведением напряжения на сопротивлении и тока, протекающего через сопротивление.Это очень просто.

    П = В . я


    Мощность, потребляемая нагрузкой, представляет собой произведение напряжения на нагрузке и тока, потребляемого нагрузкой (рис. A).Или мощность, подаваемая источником постоянного тока (батареей/ячейкой), является произведением напряжения на ячейке и тока, подаваемого ячейкой. В нашем примере оба равны (учитывая идеальную батарею с нулевым внутренним сопротивлением). Закон сохранения энергии подразумевает, что мощность, подаваемая источником, должна быть такой же, как мощность, потребляемая цепью. В случае цепи постоянного тока мгновенная мощность равна средней мощности.

    Цепь переменного тока

    В анализе цепи переменного тока, о какой мощности мы говорим.Основная проблема заключается в том, что переменное напряжение и ток изменяются синусоидально во времени. Кроме того, наличие реактивных элементов цепи, таких как индуктор и конденсатор, сдвигает волну тока относительно волны напряжения (угол разности фаз). Мощность – это скорость, с которой энергия потребляется нагрузкой или вырабатывается генератором. Будь то цепь постоянного или переменного тока, значение мгновенной мощности получается путем умножения мгновенного напряжения на мгновенный ток.Если в любой момент времени t значения напряжения и тока представлены синусоидальными функциями как


    i = I м   sin (ωt-φ) V м  и I м  – максимальные значения синусоидального напряжения и тока.Здесь ω=2 π f
    f — частота, а ω — угловая частота вращения векторов напряжения или тока. Должно быть понятно, что для энергосистемы f обычно составляет 50 или 60 Гц
    . φ — разность фаз между напряжением и током.
    Как мы уже говорили, мгновенная мощность является произведением мгновенного напряжения и тока, если мы обозначим мгновенную мощность как p, то

    p = v.i = V м sin ωt . 2. (A+B)  мы получаем


    Это можно записать как

    Это уравнение мгновенной мощности

    . На рис.-С изображены все три волны, соответствующие v, i и p. Графически мы также можем получить значение мгновенной мощности (p) в любой момент времени t, просто умножив значение тока i и напряжения v в этот конкретный момент t.(Вы можете убедиться, что на диаграмме p отрицательно, когда либо v, либо i отрицательны, в противном случае p положительно. См. точки, где p равно нулю). На графике мы показали горизонтальную ось как угол φ вместо времени t для удобства визуализации. Должно быть ясно, что в обоих случаях это правильно.



    Ясно, что мгновенная мощность p состоит из двух членов. Первый член является постоянным, поскольку для данной нагрузки фазовый угол φ фиксирован.Он не изменится, если не изменится нагрузка. Второй член меняется со временем синусоидально из-за наличия члена cos (2ωt-φ). Обратите внимание, что мгновенная частота мощности в два раза превышает частоту напряжения или тока. Таким образом, мгновенная мощность в однофазной цепи изменяется синусоидально.

    Мгновенная мощность,  p = постоянный член + синусоидальный колебательный член.

    За один полный период средний колебательный член равен нулю.

    Тогда какова средняя мощность в течение данного времени, скажем, одного периода времени волны?

    Это постоянный термин.


    Вот еще один способ думать о средней мощности.
    Просто заметьте, что мгновенная мощность отрицательна в течение небольшого промежутка времени.Для любого временного интервала вы просто находите общую площадь +ve A+ (выше горизонтальной оси (синяя линия) и ниже кривой p) и общую площадь -ve A- (ниже горизонтальной оси и выше кривой p). Чистая площадь получается вычитанием А- из А+. Разделив эту чистую площадь ( на временной интервал T i , мы получим среднюю мощность (P). Вы можете сделать это с помощью вычислений. В конечном итоге вы получите только первый член в приведенной выше формуле для мгновенной мощности p. Еще одним способом легче понять , что формула для мгновенной мощности p имеет постоянный член (V m .I м / 2) cos φ и другой синусоидальный член (V м .I м  / 2) cos (2 вес — φ). На самом деле p — это колебательная мощность, которая колеблется вокруг среднего постоянного члена (V м .I м  / 2) cos φ . Значит средняя мощность
    Вышеприведенная формула может быть записана как
    здесь,

                        

    V и I представляют векторное представление среднеквадратичных значений* синусоид напряжения и тока.Символы |V| и |я| являются величинами векторов V и I. (См. внизу определение среднеквадратичного значения).

    Эта вышеприведенная формула является вашей любимой формулой полезной мощности, которая нас больше всего беспокоит. Эта формула средней мощности используется для определения мощности, потребляемой нагрузкой. Ежемесячный счет за электроэнергию в доме основан на этой мощности. Инженеры и техники в энергетической или электротехнической промышленности просто используют термин мощность вместо средней мощности. Так что всякий раз, когда мы просто называем мощность, мы имеем в виду среднюю мощность.

    Конечно, мгновенная мощность колеблется по своей природе. Как мы уже говорили, он колеблется не вокруг горизонтальной оси, а около средней мощности P (горизонтальная линия голубого цвета).

    P будет равен нулю, когда cos φ = 0 или φ = 90 градусов, то есть когда фазовый угол между волнами напряжения и тока составляет 90 градусов.Только когда нагрузка чисто индуктивная или емкостная. В этом случае в формуле мгновенной мощности остается только второй член.

    Из приведенного выше рисунка на некоторое время мощность становится отрицательной, что означает, что нагрузка отдает энергию источнику за этот период. Это связано с наличием реактивного элемента в нагрузке.

    Приведенную выше формулу для мгновенной мощности можно записать в другом виде. Эта форма на самом деле является попыткой отличить колеблющуюся реактивную мощность от формулы мгновенной мощности.Переставляя члены в приведенном выше уравнении для мгновенной мощности, мы получаем

                          p = |V| | я | cos φ (1-cow2ωt) — |V| | я | sin φ sin2ωt

    В этом уравнении первый член |V| | я | cos φ (1-cow2ωt) является колебательным, среднее значение которого равно |V| | я | потому что φ. Мы уже говорили об этой средней мощности.

    Второй член |V| | я | sin φ sin2ωt, также колебательный, но с нулевым средним значением. Максимальное значение этого термина |V| | я | грех ф. Это так называемая реактивная мощность.Таким образом, реактивная мощность — это максимальное значение колебательной мощности, которая многократно отбирается от источника и снова возвращается к источнику в каждом цикле. Таким образом, среднее значение этой реактивной мощности равно нулю.

    Средняя мощность P называется реальной мощностью. Ее также иногда называют активной мощностью.

                  Действительная мощность = P = |V| | я | cos φ

    Обычно записывается как P = VI cos φ. Но следует помнить, что V и I – действующие значения напряжения и тока. Например, когда мы говорим однофазное 220 В переменного тока, это означает, что среднеквадратичное значение напряжения составляет 220 В (это не максимальное значение синусоиды напряжения)

                  Реактивная мощность = Q = |V| | я | sin φ

    Реальная мощность измеряется в ваттах, а реактивная мощность измеряется в варах (вольт-амперреактивных).В энергетическом секторе эти единицы слишком малы, поэтому реальная мощность измеряется в мегаваттах (МВт), а реактивная мощность — в мегаварах (МВАР). Буква R в конце обозначает реактивную мощность.

    Часто студенты и практикующие инженеры не понимают среднюю мощность (часто называемую просто мощностью). Они думают, что то, что они получают, умножая среднеквадратичное значение напряжения и среднеквадратичного тока, является среднеквадратичной мощностью. Нет, это неправильно. Среднеквадратичная мощность отсутствует. Среднеквадратическая мощность не имеет значения или не определена. (Также см. определение среднеквадратичного значения ниже в конце).Это средняя сила, или реальная сила, или истинная сила.

    Питание в трехфазной сбалансированной системе

    Рассмотрим трехфазную сбалансированную систему. Трехфазная сбалансированная система анализируется с учетом только одной фазы и нейтрального возврата. Это называется фазовым анализом. Таким образом, приведенный выше анализ для одной фазы верен для сбалансированного трехфазного случая. Пусть общая мощность здесь P t . Тогда мы получим общую трехфазную мощность в три раза больше, чем в однофазном случае.

    P = 3 |V| | я | потому что φ

    Следует помнить, что |V| и | я | являются значениями по фазам.и φ — фазовый угол нагрузки в пофазном анализе.

    Вышеприведенная формула для сбалансированной трехфазной системы может быть записана как

    P = √3 |V l | | I л  | потому что φ

    В приведенной выше формуле V l и I l представляют собой линейное напряжение и ток (рис.-D).Это уравнение не зависит от типа трехфазного подключения нагрузки, т. е. нагрузки, соединенной треугольником или звездой. Вы должны знать линейное напряжение, линейный ток и фазовый угол φ, как указано выше. Эта форма очень удобна и часто используется при расчете мощности.

    Существует одно основное различие между однофазной и общей трехфазной мощностью. Мгновенная однофазная мощность пульсирует.В сбалансированном трехфазном случае мгновенная мощность каждой фазы пульсирует, но три волны пульсирующей мощности смещены друг от друга на 120 градусов. В любой момент времени сумма этих трех мгновенных волн мощности является константой, равной 3 |V| | я | потому что φ. Таким образом, общая мощность, потребляемая в трехфазной сбалансированной системе, не пульсирует. Непульсирующая мощность также подразумевает желаемый непульсирующий крутящий момент в случае трехфазных вращающихся машин. В больших трехфазных двигателях это действительно желательно.

    * Среднеквадратичное значение синусоиды переменного тока

    Значение напряжения или тока переменного тока, которое производит такой же нагрев (или ту же энергию), что и при использовании постоянного напряжения или тока, численно равного среднеквадратичному значению переменного тока, вместо переменного. Эта концепция помогает сделать формулу мощности одинаковой для цепей постоянного и переменного тока.

    Вам следует прочитать следующую статью о силовом треугольнике и комплексной силе

    %PDF-1.4 % 1 0 объект >поток 2022-04-24T14:58:34-07:002019-10-17T18:03:03+08:002022-04-24T14:58:34-07:00Acrobat PDFMaker 19 для Worduuid:d48833c2-1001-4059-95e8- eac0b531eae1uuid:08e8a074-a05b-4e71-8db3-15eeca66e287uuid:d48833c2-1001-4059-95e8-eac0b531eae1

  • 19
  • savexmp.iid:13389081BEFAE9118E57E61F946577102019-10-30T08:09:33+05:30Adobe Bridge CS6 (Windows)/метаданные
  • application/pdfiText 4.2.0 от 1T3XTD:20191002155015PPIhttp://www.zotero.org/styles/american-medical-associationↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00200_1> Американская медицинская ассоциацияↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00200_1> http://www.zotero.org/styles/american-policy-science-associationↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00201_1> Американская ассоциация политических наукↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00201_1> http://www.zotero.org/styles/apaↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00202_1> Американская психологическая ассоциация, 6-е изданиеↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00202_1> http://www.zotero.org/styles/american-sociological-associationↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00203_1> Американская социологическая ассоциацияↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00203_1> http://www.zotero.org/styles/chicago-author-dateↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00204_1> Чикагское руководство по стилю, 17-е издание (дата автора)ↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00204_1> http://www.zotero.org/styles/harvard1ↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00205_1> Гарвардский справочный формат 1 (устарел)ↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00205_1> http://www.zotero.org/styles/ieeeↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00206_1> IEEEↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00206_1> http://www.zotero.org/styles/modern-humanities-research-associationↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00207_1> Ассоциация современных гуманитарных исследований, 3-е издание (примечание с библиографией)ↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00207_1> http://www.zotero.org/styles/modern-language-associationↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00208_1> Ассоциация современного языка, 8-е изданиеↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00208_1> http://www.zotero.org/styles/natureↂ0020Recentↂ0020Styleↂ0020Idↂ00209_1> Природаↂ0020Последниеↂ0020Стильↂ0020Имяↂ00209_1> Верноↂ0020Документ_1> 85e7a8f4-d7a3-31df-a333-284f290cc32fↂ0020Уникальныйↂ0020Пользовательↂ0020Id_1> http://www.zotero.org/styles/ieeeↂ0020Citationↂ0020Style_1>
  • Рональд Джексон
  • Шамсул Айзам Зулкифли
  • Нур Мазлиза Бадрул Шам
  • Эрум Патан
  • конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект >поток xYn7)[email protected]@E{+[SRp/}əRi6Z7 АО ?WH0xx VGeLxã ~)S]R[fPQ z*(j)mAU~4M5pOÆ$3?NSJs炏08)O8|[email protected] -B /iaV|,iaÆ[email protected]ȚFfRь55 : :U&»G0K2|hA9bksB}[email protected]@uzOi[qLs`ԧX6a/ke.

    0 comments on “Активная и реактивная мощность трехфазной цепи: | Мощность трехфазной цепи | Fiziku5

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.