- •Преимущества электрической энергии. Основные электротехнические понятия.
- •Закон Ома. Работа и мощность в электрической цепи. Закон Джоуля-Ленца.
- •Способы измерения электрических величин и расчет параметров элементов электрической цепи.
- •Соединение фаз потребителя по схеме «Звезда» и «Треугольник» (схемы и основные соотношения).
- •Трехфазные цепи. Основные определения.
- •Экономия и рациональное использование электрической энергии. Экономическое значение коэффициента использования мощности cosφ.
- •Передача электрической энергии и потери мощности в лэп.
- •Тепловые потери в лэп.
- •Мероприятия по снижению реактивной мощности индуктивных потребителей.
- •Мероприятия по компенсации реактивной мощности реактивных потребителей. Расчёт ёмкости батарей статических конденсаторов (бск).
- •Метод векторных диаграмм
- •Характеристики идеальных и реальных элементов цепи переменного тока. Условно-графические обозначения
- •Резонанс токов. Особенности цепи.
Характеристики идеальных и реальных элементов цепи переменного тока. Условно-графические обозначения
Идеальный электрический элемент – это участок идеальной электрической цепи (СЗ), выделенной условно-графическим обозначением (УГО) или буквенно-цифровым обозначением (БЦО), и в которой происходит только один энергетический процесс.
1. R – резистивный (активный) идеальный элемент. Отражает процесс необратимого преобразования электрической энергии в другие виды.
2. Х – реактивный идеальный элемент. Отражает процесс обмена электрической энергией между переменными электромагнитными полями реальной цепи (потребителя электроэнергии) и источником.
1) R. В нём отсутствуют переменные электромагнитные поля, что обозначает отсутствие обмена реактивной мощностью. Полное преобразование электроэнергии в другие виды энергии.
2) R. Различают два типа реактивных элементов: xL – индуктивный элемент, xC – емкостный элемент Индуктивный элемент характеризуется понятием индуктивность и связан с наличием переменного магнитного поля. индуктивность. магнитное потокосцепление, где - число витков, ф- магнитный поток.В простейшем случае индуктивность катушки определяют по следующей формуле:, , где - магнитная проницаемость среды, - длина и поперечное сечение магнитопровода катушки. .Наиболее просто и удобно применять индуктивность катушки за счёт изменения путём перемещения ферромагнитного сердечника катушки. .Емкостной элемент. Характеризуется понятием «ёмкость» и характеризует процесс обмена электрической энергией между переменным электрическим полем емкостного элемента и источником.Никакого преобразования электрической энергии не происходит. Ёмкость: , где заряд конденсатора, - напряжение на обкладках (зажимах) конденсатора. В простейшем случае ёмкость плоско-параллельного конденсатора: , где - диэлектрическая постоянная, - площадь пластин, - расстояние между пластинами.
Реальная катушка
Реальная катушка наряду с индуктивность L, связанной с наличием переменного магнитного поля (ПМП), обладает активным сопротивлением, обусловленным сопротивлением провода (), из которого изготовлена катушка и на которой происходят Джоулиевы потери, вызывающие нагрев катушки, то есть: R-L (реальная катушка)
Уравнение электрического равновесия
для действительного значения.
,,,
Сдвиг фаз В RL цепи:
Напряжение опережает ток.
Треугольники напряжений,
сопротивлений и мощности
, , , ,,.
,,,Закон Ома. .
R-С (реальный конденсатор)
В реальном конденсаторе наряду с ёмкостью С, связанной с наличием переменного электрического поля (ПЭП), существуют тепловые потери элек5троэнергии в следствии переменной поляризации диэлектрика конденсатора и приводящие его к нагреванию. Эти тепловые потери на схеме можно представить в виде фиктивного элемента. .
Уравнение электрического равновесия
,,,
Сдвиг фаз В RС цепи:
Ток опережает напряжение.
Результирующая векторная диаграмма., . .
Треугольники напряжений, сопротивлений и мощности.
, , , ,, .
,,,ЗаконОма.
Резонанс напряжений Особенности цепи.
Режим работы электрической цепи, содержащей реактивные элементы при к-м ток в цепи I совпадает по фазе с приложенным напряжением цепи U, называется электрическим резонансом.Различают два типа электрических резонансов:а)Резонанс напряжений (в последовательной цепи),б)Резонанс токов (в параллельной цепи).Резонанс напряжений возникает в последовательной электрической цепи переменного тока, содержащей индуктивный и емкостной элементы при условии, что .
В простейшем случае двух элементов: , .
Способы получения резонанса:
1.Изменение индуктивности: , , - изменение положения сердечника в катушке.
2Изменение ёмкости:, .
3.Изменение частоты питающего тока: .
Особенности цепи при резонансе напряжений.
1.Электрическая цепь обладает резистивным (активным) характером (,,,).
2.Коэффициент мощности характеризует степень преобразования электроэнергии. .
3.Полное сопротивление цепи минимально: , - min.
4. Ток в цепи максимален.
.
5.Цепь потребляет от сети только активную мощность: ,.
6.Цепь не потребляет от сети реактивную мощность: ,, .
Однако в самой цепи существует обмен реактивной мощности между переменным магнитным полем катушки и переменным полем конденсатора.При условии резонанса напряжений или режима близкого к резонансу возможно возникновение явления перенапряжений, когда напряжение на реактивных участках UL,UC оказывается больше питающего UL, UC>U0.Условие возникновения перенапряжения:,
, .
Явление перенапряжений опасно для изоляции катушки.