Мощность в цепях постоянного и переменного тока

Величина электрической мощности Р, которая выделяется на участке цепи при протекании по нему постоянного электрического тока I, определяется раз­ностью потенциалов (падением напряжения) на этом участке U или, в соответ­ствии с законом Ома, величиной его активного сопротивления R:

Это уравнение выражает закон Джоуля-Ленца, который следует из опре­деления разности потенциалов U =D U = U ₂- U ₁ как работы, необходимой для пере­носа единичного заряда из точки c с потенциалом U ₁ в точку с потенциалом U ₂, и отражает необходимость затрат энергии на преодоление электрического сопротивления проводника.

При расчете мощности в цепях переменного тока необходимо учитывать зависимость тока и напряжения от времени и комплексный характер сопротив­ление цепи. Для синусоидального переменного тока, т.е. случая имеющего наи­большее практическое значение, мощность, выделяющая в электрической цепи в каждый момент времени – мгновенная мощность p, зависит от времени и равна:

где U ₀ и I ₀ – амплитудные, а U_е и I_е - эффективные (действующие) значения напряжения и тока, w - частота переменного тока, j - разность фаз между током и напряжением.

Средняя мощность переменного тока определяется как среднее значение мгновенной мощности, усредненной за 1 период:

Активная мощность – составляющая мощности, выделяющаяся на актив­ных элементах цепи и безвозвратно переходящая в другие формы энергии (пре­жде всего в тепловую):

2.8

Реактивная мощность – составляющая мощности, которая не теряется без­возвратно, а в зависимости от фазы переменного тока запасается или выделяется на реактивных элементах цепи (конденсаторах и индуктивностях):

2.8а

Полная мощность Р ₀ характеризует полную величину электрической энер­гии, которая может выделиться в цепи при исключении из нее реактивных эле­ментов:

2.8б

Коэффициент мощности l характеризует долю мощности, которая ре­ально используется в данной цепи и равен отношению активной мощности к полной мощности цепи, косинусу угла сдвига фазы между током и напряжением в цепи:

Дата добавления: 2015-03-31