Мощность в цепи переменного тока. Активная, реактивная, полная комплексная.

=== Активная – мощность, которая выделяется на активных элементах электрической цепи – резисторах. Здесь напряжение и ток совпадают по фазе , поэтому мощность всегда положительна, т.е. резистор потребляет активную мощность

Измеряется в [Вт].

 

 

=== Реактивная мощность – мощность, которая выделяется на реактивных эл-тах цепи.  В катушке индуктивности и конденсаторе активная мощность не потребляется (Р=0), так как в них не происходит необратимого преобразования энергии в другие виды энергии. Здесь происходит только циркуляция энергии: электрическая энергия запасается в магнитном поле катушки или электрическом поле конденсатора на протяжении четверти периода, а на протяжении следующей четверти периода энергия вновь возвращается в сеть. В силу этого катушку индуктивности и конденсатор называют реактивными элементами, а их сопротивления Х_L и Х_С, в отличие от активного сопротивления R резистора, – реактивными.

    Интенсивность обмена энергии принято характеризовать наибольшим значением скорости поступления энергии в магнитное поле катушки или электрическое поле конденсатора, которое называется реактивной мощностью.

В общем случае выражение для реактивной мощности имеет вид:

Она положительна при отстающем токе (индуктивная нагрузка- ) и отрицательна при опережающем токе (емкостная нагрузка- ). Единицу мощности в применении к измерению реактивной мощности называют вольт-ампер реактивный (ВАр).

В частности для катушки индуктивности имеем:

, так как .

.

Из последнего видно, что реактивная мощность для идеальной катушки индуктивности пропорциональна частоте и максимальному запасу энергии в катушке. Аналогично можно получить для идеального конденсатора:

.

=== Полная мощность. Помимо понятий активной и реактивной мощностей в электротехнике широко используется понятие полной мощности:

Активная, реактивная и полная мощности связаны следующим соотношением:

Отношение активной мощности к полной называют коэффициентом мощности. Из приведенных выше соотношений видно, что коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением. Итак,

=== Комплексная мощность.

Реактивная мощность циркулирует между источником и потребителем.

Следует указать, что подавляющее большинство потребителей (электродвигатели, электрические печи, другие различные устройства и приборы) как нагрузка носит активно-индуктивный характер.

Тогда смотри ниже:

 

 

14. Анализ процесса в цепях с взаимной индуктивностью.

1. Цепи, содержащие катушки индуктивности с общим (взаимным) маг­нитным потоком, называются цепями со взаимной индуктивностью.

2. Параметр, характеризующий способность к созданию магнитного потока в катушке при протекании тока в другой катушке, называется взаимная ин­дуктивность М[Гн].

Для конкретной группы индуктивно связанных катушек их взаимная ин­дуктивность зависит от их расположения, магнитных свойств окружающей среды, числа витков и не зависит от протекающих в катушках токов.

3. При анализе цепей со взаимной индуктивностью влияние потоков вза­имоиндукции учитывается введением в схему замещения цепи сопротивления взаимоиндукции X_м=(омега)*М.

 

4. Для оценки степени индуктивной (магнитной) связи двух катушек служит коэффициент связи катушек Kc=M/(L1*L2)^1/2

5. Собственные магнитные потоки катушек (потоки самоиндукции) могут складываться с потоками взаимоиндукции — согласное включение индуктив­но связанных катушек, — или вычитаться. — встречное включение катушек.

      Соответственно на схемах замещения сопротивление взаимоиндукции (омега)*М может либо складываться, либо вычитаться из индуктивного сопротивления катушки (омега)*L. Зажимы катушек, при подаче тока через которые катушки вклю­чаются согласно, носят название одноименных. Одноименные зажимы кату­шек маркируются (*).

6. Для экспериментального определения собственных параметров катушки

(L, R), достаточно измерить на катушке напряжение U, ток I и сдвиг фаз (фи) между U и I и рассчитать параметры по формулам

Для экспериментального определения взаимной индуктивности катушек достаточно подключить одну из катушек к источнику синусоидального напряжения, замерить ток I1, через эту катушку и напряжение U2 на индук­тивно связанной с ней катушке и рассчитать взаимную индуктивность М по формуле:

15. Трехфазная электрическая цепь. Основные понятия и определения. Получение трехфахной симметричной системы ЭДС.

Источником трехфазного напряжения является трехфазный генератор, на статоре которого размещена трехфазная обмотка. Фазы этой обмотки располагаются таким образом, чтобы их магнитные оси были сдвинуты в пространстве друг относительно друга на эл. рад. На рис. 1 каждая фаза статора условно показана в виде одного витка. Начала обмоток принято обозначать заглавными буквами А,В,С, а концы- соответственно прописными x,y,z. ЭДС в неподвижных обмотках статора индуцируются в результате пересечения их витков магнитным полем, создаваемым током обмотки возбуждения вращающегося ротора (на рис. 1 ротор условно изображен в виде постоянного магнита, что используется на практике при относительно небольших мощностях). При вращении ротора с равномерной скоростью в обмотках фаз статора индуцируются периодически изменяющиеся синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но отличающиеся вследствие пространственного сдвига друг от друга по фазе на рад.

Цепи, содержащие трехфазные источники ЭДС (фазы) называются трехфазными цепями.

Система ЭДС (напряжений, токов и т.д.) называется симметричной, если она состоит из m одинаковых по модулю векторов ЭДС (напряжений, токов и т.д.), сдвинутых по фазе друг относительно друга на одинаковый угол .

 ß:Пример