Įtampų, varžų ir galių trikampiai
Kiekvienas, turintis idėją apie vektorines diagramas, nesunkiai pastebės, kad jose galima labai aiškiai atskirti stačiakampį įtampos trikampį, kurio kiekviena pusė atspindi: bendrą grandinės įtampą, aktyviosios varžos įtampą ir įtampą. dėl reaktyvumo.
Remiantis Pitagoro teorema, ryšys tarp šių įtampų (tarp visos grandinės įtampos ir jos sekcijų įtampos) atrodys taip:
Jei kitas žingsnis yra padalyti šių įtampų vertes iš srovės (srovė teka per visas nuosekliosios grandinės dalis vienodai), tada Omo dėsnis gauname varžos reikšmes, tai yra, dabar galime kalbėti apie stačiakampį varžų trikampį:
Panašiu būdu (kaip ir įtampų atveju), naudojant Pitagoro teoremą, galima nustatyti ryšį tarp grandinės varžos ir reaktyvių varžų. Santykis bus išreikštas tokia formule:
Tada pasipriešinimo vertes padauginame iš srovės, iš tikrųjų padidinsime kiekvieną stačiojo trikampio kraštą tam tikrą skaičių kartų. Dėl to gauname stačiakampį trikampį, kurio talpa:
Aktyvioji galia, išsiskirianti esant aktyviajai grandinės varžai, susijusiai su negrįžtamu elektros energijos pavertimu (į šilumą, atliekant darbus įrenginyje), bus aiškiai susijusi su reaktyvia galia, susijusia su grįžtamuoju energijos pavertimu (sukūrimu). magnetinių ir elektrinių laukų ritėse ir kondensatoriuose) ir visa galia tiekiama į elektros instaliaciją.
Aktyvioji galia matuojama vatais (W), reaktyvioji galia - varis (VAR - volt-amper reactive), bendra - VA (voltas-amperas).
Pagal Pitagoro teoremą mes turime teisę rašyti:
Dabar atkreipkime dėmesį į tai, kad galios trikampyje yra kampas phi, kurio kosinusą lengva nustatyti pirmiausia pagal aktyviąją galią ir tariamąją galią. Šio kampo kosinusas (cos phi) vadinamas galios koeficientu. Rodo, kiek visos galios sunaudojama atliekant naudingus darbus elektros instaliacijoje ir negrąžinama į tinklą.
Akivaizdu, kad didesnis galios koeficientas (maksimalus vienas) rodo didesnį energijos, tiekiamos į įrenginį eksploatuoti, konversijos efektyvumą. Jei galios koeficientas yra 1, tada visa tiekiama energija sunaudojama darbui atlikti.
Gauti santykiai leidžia išreikšti įrenginio srovės suvartojimą galios koeficientu, aktyviąja galia ir tinklo įtampa:
Taigi, kuo mažesnis kosinuso phi, tuo daugiau srovės reikia tinklui atlikti tam tikrą darbą. Praktiškai šis veiksnys (maksimali tinklo srovė) riboja perdavimo linijos perdavimo pajėgumą, todėl kuo mažesnis galios koeficientas, tuo didesnė linijos apkrova ir mažesnis naudingas pralaidumas (mažas kosinuso phi lemia apribojimą). Džaulio nuostolius elektros linijose su mažėjančiu kosinusu phi galima matyti iš šios formulės:
Perdavimo linijos aktyviojoje varžoje R nuostoliai didėja, kuo didesnė srovė I, nors ji reaguoja į apkrovą. Todėl galime teigti, kad esant mažam galios koeficientui, elektros perdavimo kaina tiesiog išauga. Tai reiškia, kad kosinuso phi didinimas yra svarbi nacionalinė ekonominė užduotis.
Pageidautina, kad bendros galios reaktyvioji dedamoji priartėtų prie nulio.Tam būtų gerai elektros variklius ir transformatorius visada naudoti pilna apkrova, o pasibaigus naudojimui juos išjungti, kad neveiktų tuščiąja eiga. Be apkrovos varikliai ir transformatoriai turi labai mažą galios koeficientą. Vienas iš būdų padidinti vartotojų kosinuso phi yra naudoti kondensatorių baterijos ir sinchroniniai kompensatoriai.