Полная мощность

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S = U×I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: , где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (VA, ВА).

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:

1) Звезда

Треугольник

2) ) Одним из практически важных расчётов электрических цепей является расчёт проводов на потерю напряжения.

При таком расчёте обычно задаются: напряжение источника U

, расстояние от этого источника до приёмника электроэнергии l, сила тока I или мощность нагрузки P и номинальное напряжение  Uн, которое необходимо для нормальной работы приёмников электроэнергии (например, электродвигателей, ламп накаливания и т.п.). Задача состоит в расчёте такого сечения проводов, при котором обеспечивается номинальное напряжение на зажимах источника электроэнергии. Согласно закону Ома, напряжение источника электроэнергии равно сумме падения напряжения на проводах и напряжения на нагрузке.

U = I·Rл + Uн     (2.31)

Сопротивление проводов линии будет равно:

Rл = ρ·2·l / S  (2.32), где 2·l – общая длина линии; ρ – удельное сопротивление материала проводов;  S – искомое сечение проводов.

Подставляя (2.32) в (2.31) получим,

S = I·ρ·2·l / ΔU,     (2.33)

Где ΔU = (U – Uн) – потеря напряжения в линии.

Нагрузка в линии обычно бывает непостоянной и её колебания вызывают соответствующие изменения ΔU в проводах. Поэтому нужно рассчитывать отклонения напряжения на нагрузке от номинального значения при минимальном и максимальном режимах нагрузки. Рассмотрим, как влияет напряжение на распределение мощности в линии электропередачи. Возьмём уравнение (2.31):

 U = I·Rл + Uн

Умножим это уравнение на силу тока I, получим:

I·U = I²·Rл +I·Uн    (2.34)

Uн – напряжение на нагрузке,

I·U – мощность, отдаваемая источником электроэнергии,

I²·Rл – потери мощности в проводах линии на нагревание,

I·Uн – мощность, потребляемая нагрузкой.

Если повысить в два раза напряжение источника электроэнергии, то сила тока в линии при той же передаваемой мощности уменьшится в 2 раза, а потери мощности в проводах уменьшатся в 4 раза, так как они пропорциональны I² . Следовательно, для уменьшения потерь в линиях передачи желательно передавать электроэнергию при возможно более высоком напряжении.

1) Базовые принципы действия трансформатора

Схематическое устройство трансформатора. 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

1. Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)

2. Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе, сдвинутый по фазе, при синусоидальном токе, на 90° по отношению к току в первичной обмотке. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.