Мощность переменного тока

Ic

I_L

В цепях переменного тока мощность, как и полное сопротивление, зависит от характера нагрузки и в соответствии с этим подразделяется на полную S, активную Р и реактивную Q:

S = UI [BA] (32)

P = UIcosц [Bt] (33)

Q = UIsinц [BAp]. (34)

S – полная мощность, содержит в себе как активную, так и реактивную составляющие – это мощность, которая потребляется от источника электроэнергии. Полная мощность измеряется в вольт-амперах [ВА]. Эта величина указывается на табличках приборов переменного тока.

Q – реактивная мощность, всегда связана с обменом энергией между источником и потребителем. Ее измеряют в вольт-амперах реактивных [Вар].

Р – активная мощность, связана с той электрической энергией, которая может быть преобразована в другие виды энергии – теплоту, механическую работу и т.д. Она измеряется в ваттах [Вт].

cos ц - коэффициент мощности, показывает, какая часть мощности может быть преобразована в другие виды энергии.

Для более рационального использования мощности переменного тока надо стараться сделать нагрузку такой, чтобы cosц цепи был близок к единице. На практике, в масштабах предприятия, добиться этого довольно трудно, и хорошим показателем является cosц = 0,9 -0,95.

При низких значениях cosц возникают дополнительные потери на нагревание проводов, неполное использование мощности генераторов, потери напряжения в линии электропередач, низкий кпд трансформаторов сетей. Для увеличения cosц на практике часто используют резонанс токов и резонанс напряжений. Если в цепь с индуктивностью последовательно включить емкость и подобрать ее так, чтобы реактивное сопротивление емкости равнялось реактивному сопротивлению индуктивности, то в цепи наступит резонанс напряжений и cosц станет равным 1. Этот способ называют последовательной компенсацией.

Аналогично, если параллельно индуктивной нагрузке подключить конденсатор, подобранный таким образом, что его емкостное сопротивление равно индуктивному сопротивлению нагрузки, то в цепи наступит резонанс токов и cosц станет равным 1. Этот способ называют параллельной компенсацией.

Обычно ограничиваются повышением cosц до 0,85 – 0,9; дальнейшее повышение его до 1 сказывается на уменьшении общего тока и экономически не оправдано.

Задания на повторение.

1. Найти действующие значения тока и напряжения, а также активную и реактивную мощности, если мгновенные значения тока и напряжения определяются следующими выражениями:

i = 35,5sin(314t – 70⁰); u = 155sin(314t – 40⁰).

2. Нагрузка включена в промышленную сеть переменного напряжения 220В и потребляет ток 0,3А. Определить активную, реактивную и полную мощности цепи при угле сдвига фаз между напряжением и током 30⁰, 45⁰, 60⁰.

Дата добавления: 2014-12-17