Netiesioginio galios koeficiento nustatymo kintamosios srovės grandinėje principas ir metodai
Galios koeficientas arba kosinusas phi, sinusinės kintamosios srovės vartotojo atžvilgiu, yra aktyviosios galios P ir bendros galios S, kuri šiam vartotojui tiekiama iš tinklo, santykis.
Bendra galia S, bendruoju atveju, gali būti apibrėžiamas kaip efektyviųjų (vidutinių kvadratinių) srovės I ir įtampos U reikšmių sandauga nagrinėjamoje grandinėje, o aktyvioji galia P – kaip vartotojo negrįžtamai sunaudojama darbo veikimas.
Reaktyvioji galia Q, nors ji yra visos galios dalis, tačiau ji nėra sunaudojama darbui atlikti, o tik dalyvauja kuriant kintamus elektrinius ir magnetinius laukus kai kuriuose vartotojo grandinės elementuose.
išskyrus tiesioginis galios koeficiento matavimas elektrodinaminių prietaisų naudojimas – fazių matuokliai, yra gana logiškų netiesioginių metodų, leidžiančių matematiškai tiksliai suprasti šio labai svarbaus elektrinio dydžio, charakterizuojančio vartotoją sinusinės kintamosios srovės grandinėje, reikšmę.
Pažiūrėkime į duomenis netiesioginiai metodai detalėse, Supraskime netiesioginio galios koeficiento matavimo principą.
Voltmetro, ampermetro ir vatmetro metodas
Elektrodinaminis vatmetras su papildoma aktyvia varža jo judančios ritės grandinėje rodo itin aktyvios galios, sunaudotos kintamosios srovės grandinėje P, vertę.
Jei dabar, naudodami voltmetrą ir ampermetrą, išmatuosime vidutines srovės I ir įtampos U reikšmes, veikiančias tiriamos apkrovos grandinėje, tada padauginę šiuos du parametrus gausime tik bendrą galią S .
Tada tam tikros apkrovos galios koeficientą (kosinusą phi) galima lengvai rasti naudojant formulę:
Čia, jei norite, taip pat galite rasti reaktyviosios galios Q reikšmę, bendrą grandinės varžą z Omo dėsnis, taip pat aktyviąją ir reaktyviąją varžą, tiesiog sukonstruojant arba pavaizduojant pasipriešinimo trikampį ir naudojant Pitagoro teoremą:
Skaitiklio ir ampermetro metodas
Norint naudoti šį metodą, reikia surinkti grandinę, kurioje paprasčiausias yra nuosekliai sujungtas su apkrova Z ir ampermetru elektros skaitiklis Wh.
Tam tikrą laiką t, maždaug minutę, reikės apskaičiuoti disko N apsisukimų skaičių, kuris parodys per tam tikrą laiką sunaudotos aktyviosios energijos kiekį (ty atsižvelgiant į galios koeficientas).
Čia: disko apsisukimų skaičius N, koeficientas k yra energijos kiekis vienam apsisukimui, I ir U yra atitinkamai kvadratinė srovė ir įtampa, t yra apsisukimų skaičiavimo laikas, kosinusas phi yra galios koeficientas:
Tada vietoj tiriamo vartotojo Z aktyvioji apkrova R įtraukiama į grandinę per tą patį skaitiklį, bet ne tiesiogiai, o per reostatą R1 (pasiekiant tą pačią srovę I kaip ir pirmuoju atveju, su vartotoju Z). Disko N1 apsisukimų skaičius išlaikomas tiek pat laiko t. Bet čia, kadangi apkrova yra aktyvi, kosinusas phi (galios koeficientas) tikrai yra lygus 1. Taigi:
Tada pirmuoju ir antruoju atveju tam pačiam laikotarpiui fiksuojamas disko skaitiklio apsisukimų santykis.Tai bus kosinusas phi, tai yra pirmosios apkrovos galios koeficientas (lyginant grynai aktyvią apkrovą su tokia pačia dabartinis):
Trijų ampermetrų metodas
Norėdami nustatyti galios koeficientą sinusinės srovės grandinėje naudodami tris ampermetrus, pirmiausia turite surinkti šią grandinę:
Čia Z yra apkrova, kurios galios koeficientas turi būti nustatytas, o R yra grynai aktyvi apkrova.
Kadangi apkrova R yra grynai aktyvi, srovė I1 bet kuriuo laiko momentu yra fazėje su šiai apkrovai taikoma kintama įtampa U. Šiuo atveju srovė I yra lygi geometrinei srovių I1 ir I2 sumai. Dabar remdamiesi šia padėtimi sukursime srovių vektorinę diagramą:
Srovių vektorinėje diagramoje ūminis kampas tarp srovės I1 ir srovės I2 yra kampas phi, kurio kosinusą (iš tikrųjų galios koeficiento vertę) galima rasti iš specialios verčių lentelės. trigonometrinių funkcijų arba apskaičiuojamas pagal formulę:
Iš čia galime išreikšti kosinusą phi, ty norimą galios koeficientą:
Rasto galios koeficiento ženklas («+» arba «-«) parodys apkrovos pobūdį. Jei galios koeficientas (kosinusas phi) yra neigiamas, apkrova yra talpinio pobūdžio. Jei galios koeficientas yra teigiama reikšmė, tada apkrovos pobūdis yra indukcinis.