Kaip rasti galią kintamosios srovės grandinėje

Kintamosios srovės galia nėra tas pats, kas nuolatinė srovė. Visi žino, kad nuolatinė srovė gali šildyti aktyvią apkrovą R. Ir jei grandinėje, kurioje yra kondensatorius C, pradėsite maitinti nuolatine srove, kai tik ji bus įkrauta, šis kondensatorius nebeleis per grandinę srovės.

Ritė L nuolatinės srovės grandinėje paprastai gali veikti kaip magnetas, ypač jei joje yra feromagnetinė šerdis. Šiuo atveju ritės laidas, turintis aktyviąją varžą, niekuo nesiskirs nuo rezistoriaus R, sujungto nuosekliai su ritė (ir tokio paties įvertinimo kaip ir ritės laido ominė varža).

Bet kuriuo atveju nuolatinės srovės grandinėje, kurioje apkrovą sudaro tik pasyvūs elementai, pereinamieji procesai jos baigiasi vos ne kai tik ji pradeda maitinti ir nebesirodo.

Kintamosios srovės ir reaktyvieji elementai

Kalbant apie kintamosios srovės grandinę, joje pereinamieji procesai yra svarbiausi, jei ne lemiami, ir bet kuris tokios grandinės elementas gali ne tik išsklaidyti energiją šilumos ar mechaninio darbo pavidalu, bet ir mažiausiai. kaupianti energija elektrinio ar magnetinio lauko pavidalu paveiks srovę, sukeldama savotišką nelinijinį atsaką, priklausantį ne tik nuo taikomos įtampos amplitudės, bet ir nuo praleidžiamos srovės dažnio.

Taigi, naudojant kintamąją srovę, galia ne tik išsklaido aktyviųjų elementų šilumą, bet dalis energijos iš eilės kaupiama ir grąžinama atgal į maitinimo šaltinį. Tai reiškia, kad talpiniai ir indukciniai elementai priešinasi kintamos srovės praėjimui.

Grandinėje sinusoidinė kintamoji srovė Kondensatorius pirmiausia įkraunamas pusę periodo, o kitą pusę periodo jis išsikrauna, grąžindamas įkrovą atgal į tinklą ir taip kiekvieną tinklo sinusinės bangos pusę. Kintamosios srovės grandinėje esantis induktorius pirmąjį laikotarpio ketvirtį sukuria magnetinį lauką, o kitą ketvirtį šis magnetinis laukas mažėja, energija srovės pavidalu grįžta atgal į šaltinį. Taip elgiasi grynai talpinės ir grynai indukcinės apkrovos.

Esant grynai talpinei apkrovai, srovė nukreipia įtampą ketvirtadaliu tinklo sinusinės bangos periodo, tai yra, 90 laipsnių, jei žiūrima trigonometriškai (kai kondensatoriaus įtampa pasiekia maksimumą, srovė per ją yra lygi nuliui , o kai įtampa pradeda viršyti nulį, srovė apkrovos grandinėje bus maksimali).

Esant grynai indukcinei apkrovai, srovė atsilieka nuo įtampos 90 laipsnių, tai yra, atsilieka ketvirtadaliu sinusinio periodo (kai induktyvumo įtampa yra maksimali, srovė tik pradeda didėti). Grynai aktyvioje apkrovoje srovė ir įtampa neatsilieka viena nuo kitos, tai yra, jos yra griežtai fazėje.

Bendroji, reaktyvioji ir aktyvioji galia, galios koeficientas

Pasirodo, jei apkrova kintamosios srovės grandinėje nėra idealiai aktyvi, tada joje būtinai yra reaktyviųjų komponentų: tų, kurie turi transformatorių ir elektros mašinų apvijų indukcinį komponentą, kondensatorius ir kitus talpinius elementus su talpiniu komponentu, net tik laidų induktyvumas ir tt .n.

Dėl to kintamosios srovės grandinėje įtampa ir srovė yra nefazės (ne toje pačioje fazėje, o tai reiškia, kad jų maksimumai ir minimumai nesutampa su maksimumu - su maksimumu, o minimumas su minimumu tiksliai) ir visada yra tam tikras srovės atsilikimas nuo įtampos tam tikru kampu, kuris paprastai vadinamas phi. O kosinuso phi dydis vadinamas galios koeficientas, nes kosinusas phi iš tikrųjų yra aktyviosios galios R, negrįžtamai sunaudotos apkrovos grandinėje, ir visos galios S, kuri būtinai praeina per apkrovą, santykis.

Kintamosios srovės šaltinis tiekia bendrą galią S į apkrovos grandinę, dalis šios bendros galios kas ketvirtį periodo grąžinama atgal į šaltinį (ta dalis, kuri grįžta ir klaidžioja pirmyn ir atgal, vadinama reaktyvusis komponentas Q), o dalis sunaudojama aktyviosios galios P ​​pavidalu — šilumos arba mechaninio darbo pavidalu.

Kad apkrova, kurioje yra reaktyvių elementų, veiktų taip, kaip numatyta, ji turi būti maitinama visa galia elektros energijos šaltiniu.

Kaip apskaičiuoti tariamąją galią kintamosios srovės grandinėje

Norint išmatuoti bendrą apkrovos galią S kintamosios srovės grandinėje, pakanka padauginti srovę I ir įtampą U, tiksliau, jų vidutines (efektines) vertes, kurias lengva išmatuoti kintamosios srovės voltmetru ir ampermetru ( šie įrenginiai tiksliai rodo vidutinę efektyviąją vertę, kuri dviejų laidų vienfazio tinklo atveju yra mažesnė už amplitudę 1,414 karto). Tokiu būdu sužinosite, kiek energijos tiekiama iš šaltinio į imtuvą. Vidutinės vertės imamos, nes įprastiniame tinkle srovė yra sinusoidinė ir kas sekundę reikia gauti tikslią suvartojamos energijos vertę.

Kaip apskaičiuoti aktyviąją galią kintamosios srovės grandinėje

Jei apkrova yra grynai aktyvaus pobūdžio, pavyzdžiui, tai yra šildymo ritė, pagaminta iš nichromo arba kaitrinė lempa, tuomet galite tiesiog padauginti ampermetro ir voltmetro rodmenis, tai bus aktyviosios galios sąnaudos P. Bet jei apkrova turi aktyvų-reaktyvų pobūdį, tada skaičiuojant reikės žinoti kosinusą phi, ty galios koeficientą.

Specialus elektrinis matavimo prietaisas - fazių matuoklis, leis tiesiogiai išmatuoti kosinusą phi, ty gauti galios koeficiento skaitinę reikšmę. Žinant kosinusą phi, belieka jį padauginti iš bendros galios S, kurios apskaičiavimo būdas aprašytas ankstesnėje pastraipoje. Tai bus aktyvioji galia, aktyvusis tinklo suvartojamos energijos komponentas.

Kaip apskaičiuoti reaktyviąją galią

Norint rasti reaktyviąją galią, pakanka pasinaudoti Pitagoro teoremos išvadomis, nustatant galios trikampį arba tiesiog padauginti bendrą galią iš sinusoidės.