|
| |
|
Слаботочка Книги  Рис. 5. Кривые мгновенных значений напряжения, тока и мощности иепи с активным сопротивлением.  Рис. 6. Кривые мгновенных значений напряжения, тока и мошности иепи с иидуктивностыо. Кривые, соответствующие данному случаю, приведены на рис. 6. Из графика видно, что мгновенная мощность изменяется по синусоидальному закону с двойной частотой по сравнению с переменным током. Пока ток возрастает, мгновенная мощность положительна, т. е. энергия передается от источника к индуктивности. В это время происходит накапливание энергии в магнитном поле индуктивности. К концу первой четверти периода эта энергия достигает своего максимума. Во второй четверти периода, когда ток убывает, мгновенная мощность отрицательна, т. е. вся энергия, запасенная магнитным полем индуктивности, возвращается назад к источнику. Среднее значение мощности за период будет равно нулю. Следовательно, и активная мощность в такой цепи равна нулю. Ток в цепи не совершает работы, а обуславливается лишь колебаниями энергии между источником и магнитным полем индуктивности. Этот ток называется реактивным. Он бесполезно загружает источники энергии и провода линий передач. в цепи с емкостью ток опережает напряжение на четверть периода. Мгновенная моищость будет равна: р - и i = UjIjcoswt = 17 I sinwt В цепи с емкостью, так же как и в цепи с индуктивностью, мгновенная мощность изменяется с двойной частотой по отношению к току (рис. 7). В этой цепи моищость положительна, т. е. энергия передается от источника к емкости, пока возрастает напряжение. В это время происходит накапливание энергии в электрическом поле между обкладками конденсатора. Во второй четверти периода, когда напряжение понижается, моищость отрицательна, так как емкость разряжается на источник электроэнергии. За это время вся энергия, запасенная в электрическом поле между обкладками конденсатора, возвращается источнику.  Рис. 7. Кривые мгновенных значений напряжения, тока и мошности цепи с емкостыо.  Рис. 8. Кривые мгновенных значений напряжения, тока и мошности иепи с активным сопротивлением и индуктивностыо. Среднее значение мощности за период равно нулю. В цепи будет протекать реактивный емкостный ток. обусловленный колебаниями энергии между источником и емкостью. Большинство промышленных электрических цепей содержит активное сопротивление и индуктивность. В этом случае ток отстает от напряжения на некоторый угол ф (рис. 8). Величина этого угла зависит от соотношения активного и реактивного (индуктивного) сопротивлений цепи. Чем больше индуктивность цепи при одном и том же активном сопротивлении, тем на больший угол ток отстает от напряжения. Среднее значение за период составляющей и I cos(2v/t -h <р) равно нулю. Поэтому средняя (активная) мощность цепи будет равна: Р = и I coscp. Последнее выражение для активной мощности является общим, и оно справедливо при наличии сдвига фаз между током и напряжением, вызванного любой причиной. Электрические машины и аппараты конструируют для работы при определенных значениях тока и напряжения. Поэтому некоторые из них характеризуют не активной мощностью, зависящей от сдвига фаз ф между напряжением и током, а полной мощностью (S = U I), представляющей собой произведение действующих значений напряжения и тока. Очевидно, что полная мощность равна наибольшему значению активной мощности, которую можно получить при заданных напряжении и токе (созф = 1). Размерность полной и активной мощностей одинаковая. Однако единицу измерения полной мощности называют вольтампер (ВА), чтобы было ясно, что речь идет о полной, а не активной мощности. Отношение активной мощности к полной, равное косинусу угла сдвига фаз между напряжением и током, называется коэффициентом мощности: P/S = coscp При расчетах электрических цепей находит применение так называемая реактивная мощность, которая определяется по формуле: 1 2 3 [4] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 |