- •, (1)
- •20. Резонанс токов
- •23. Активное сопротивление.
- •24. Комплекс полного сопротивления:
- •27. Примеры соединения.
- •35. Активная, реактивная и полная мощности трёхфазных цепей.
- •Номинальные параметры трансформатора.
- •Io- ток намагничивания
- •X1 и X’2 – паразитические индуктивности, характеризующие энергию, идущую на создание полей рассеивания
- •57. Мостовая схема выпрямителя.
20. Резонанс токов
Если активные внутренние сопротивления катушки индуктивности и конденсатора не равны нулю, то ,.
Если активное внутреннее сопротивление конденсатора очень мало, то условие резонанса токов примет следующий вид: .
Если активные внутренние сопротивления катушки и индуктивности и конденсатора равны нулю, то условие резонанса примет следующий вид: , откуда. При этом.
Резонанс напряжений.
UL<UC UL=UC UL>UC
XL<XC XL=XC XL>XC
21. Активная мощность [Вт] - работа переменного тока за единицу времени.
Реактивная мощность [ВAр] - часть энергии, расходуемой на создание электрических и магнитых полей в реактивных элементах.
Полная мощность [ВА] - мощность, вырабатываемая источником однофазного переменного ЭДС при cos ф=1
φ=φu-φi – сдвиг фаз между током и напряжением, угол между полным и активным сопротивлением в треугольнике сопротивлений.
Cosφ – коэффициент мощности.
Связь между активной, реактивной и полной мощностью: .
Или S=P+jQ.
Расчётная формула для комплекса мощности:
, где I*=Ie-jφi
Пример. Произвести расчет полного сопротивления переменного тока, в которую включена катушка, обладающая индуктивным сопротивлением ХL=30 Ом и активным сопротивлением R=40 Ом. Напряжение на зажимах катушки 120 В.
Cosφ=4/5 sinφ=3/5
I=120/50=2,4A
P=2,4*120*4/5=230,4 Вт
Q=2,4*120*3/5=172,8 Вар
S=120*2,4=288 ВА
22. Коэффициент мощности(cosφ) во многих электротехнических устройствах мал из-за силы магнитных полей, т.е. большой величины реактивной мощности и положительного угла сдвига фаз.
Результат: неполное использование генераторов, линий передач, увеличение потерь электрической энергии.
Выход: для увеличения cosφ необходимо включить параллельно приёмнику со значительной реактивной (индуктивной) составляющей тока батарею конденсаторов. Реактивный(емкостной) ток батареи конденсаторов IC компенсирует индуктивный ток приёмника.
Если известен ток нагрузки I1 и коэффициент мощности приёмника cos φн и задано требуемое значение cos φ после компенсации, то необходимое значение ёмкости конденсатора можно определить при помощи векторной диаграммы токов, из которой следует:
Ia tgφн – Ia tgφ=IC=ωCU, откуда , где P=IaU – активная мощность.
Это искусственное улучшение. Естественное улучшение – полное использование мощности двигателей и установка синхронных двигателей с малым реактивным током.
Другие методы:
1) заменой мало загруженных двигателей двигателями меньшей мощности,
2) понижением напряжения
3) выключением двигателей и трансформаторов, работающих на холостом ходу
23. Активное сопротивление.
Мгновенное значение тока имеет следующий вид: . По закону Ома можно найти напряжение на активном сопротивлении:, где- амплитудное напряжение. Комплекс действующего значения тока:. Комплекс действующего значения напряжения:.
На активном сопротивлении, то есть на резисторе, ток и напряжение совпадают по фазе, или, другими словами, разность фаз между током и напряжением равна нулю.
Мгновенная мощность определяется по формуле: . Так как ток и напряжение совпадают по фазе, то, очевидно, что мгновенная мощность всегда будет иметь положительное значение.
Ёмкостное сопротивление – коэффициент пропорциональности между напряжением на выводах конденсатора и током во внешней цепи конденсатора. Назначение – предназначен для создания и усиления электрического поля, накопления заряда. Конструкция – два плоских проводника, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга и разделённых диэлектриком. Принцип действия: при подключении конденсатора к источнику переменного тока происходит происходит поочерёдно процесс зарядки и разрядки конденсатора. При зарядке к одной обкладке, создавая объёмный отрицательный заряд, а от другой оттекают, создавая объёмный положительный заряд. Взаимодействие объёмных зарядов порождает электрическое поле, притяжение объёмных зарядов сохраняет этот поле, если отключить конденсатор от цепи. В цепях с конденсатором процесс создания объёмных зарядов инерционен, поэтому вектор напряжения отстаёт от вектора тока на 90 гр.
Комплексные значения тока и напряжения будут иметь следующий вид: ;.
Ёмкостное сопротивление .
Если , то, то есть конденсатор можно заменить разрывом цепи.
Если , то, то есть конденсатор можно заменить проводником.
Схема замещения реального конденсатора.
Индуктивное сопротивление – коэффициент пропорциональности между напряжением на выводах катушки, и током, протекающем через неё. Назначение – создание и усиление магнитного поля. Конструкция: изолированный проводник, скрученный спиралью. Принцип действия: при подключении катушки индуктивности к источнику переменного тока вокруг каждого витка образуются магнитные поля. Эти поля складываются по принципу суперпозиции и образуют магнитное поле катушки. В связи с тем, что процесс инерционен вектор тока в катушке отстаёт от вектора напряжения по фазе на 90 гр.
Комплекс действующего значения тока: . Комплекс действующего значения напряжения:. Комплекс действующего значения ЭДС самоиндукции:
Для реальной индуктивности: