- •1.Электрич. Цепь и ее элементы
- •2.Основные законы
- •3.Переменный ток и формы его представления
- •4.Основные понятия цепей переменного тока (мгновенные, амплитудн. И действующ. Значения эл. Величин)
- •5.Цепь переменного тока с резистивным элементом: r
- •6. Цепь переменного тока с индуктивным элементом: Xl
- •7. Цепь переменного тока с емкостным элементом: Xc
- •8.Энергетические процессы в цепях переменного тока
- •9.Способы соединения элементов в цепях синусоидал. Тока
- •10.Резонанс напряжения и тока
- •11.Режимы работы электрич. Цепей
- •12.Мощности в цепях переменного тока
- •13.Трехфазный ток и способы его получения
- •14.Трехфазные элект. Цепи. Симметрич. Система эдс
- •15.Классификац. И способы включ. Приемников в 3х- фазную цепь
- •16. Мощность трехфазных цепей
- •17.Магнитные цепи
- •18. Устройство и принцип действия трансформатора
- •19.Режимы работы однофазного трансформатора
- •20. Устройство, принцип действия и свойства машин постоянного тока.
- •21.Принцип действия коллектора у машин постоянного тока
- •22.Вращающий момент и эдс двигателя постоянного тока.
- •23.Принцип обратимости машин постоянного тока
- •24.Характеристики машин постоянного тока
- •25.Вращающееся магнитное поле трехфазной системы переменного тока.
- •26.Устройство, принцип действия и свойства машин переменного тока (асинхронные и синхронные)
- •27. Характеристики асинхронного двигателя
- •28.Полупроводниковые приборы.
- •29.Выпрямительные устройства.
12.Мощности в цепях переменного тока
Мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
Активная мощность: Среднее за период значение мгновенной мощности называется активной мощностью: . В цепях однофазного синусоидального тока , где и — действующие значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле . В любой электрической цепи активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи. С полной мощностью S активная связана соотношением .
Реактивная мощность: Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: .
Полная мощность: Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи 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).
Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:
Неактивная мощность: Неактивная мощность (пассивная мощность) — это мощность нелинейных искажений тока, равная корню квадратному из разности квадратов полной и активной мощностей в цепи переменного тока. В цепи с синусоидальным напряжением неактивная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов реактивной мощности и мощностей высших гармоник тока. При отсутствии высших гармоник неактивная мощность равна модулю реактивной мощности.
13.Трехфазный ток и способы его получения
Цепи трехфаз. тока- совокупн-ть 3х однофазных цепей, в каждом из котор. действуют источники ЭДС одной частоты, одной величины, сдвинуты относит-но одна другой на 1200. Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую с трехфазной системой ЭДС; линии передачи со всем необходимым оборудованием; приемников (потребителей), которые могут быть как трехфазными (например, трехфазные асинхронные двигатели), так и однофазными (например, лампы накаливания).
Обмотка фазы источника вместе с присоединенной к ней нагрузкой назыв. фаза.
2 способа соединения: звезда и треугольник
Соединение источника энергии и приемника по схеме звезда
У источника энергии и приемника, выполненных по схеме звезда, все концы фазных обмоток генератора соединяются в общий узел N; такой же узел n образует соединение трех фаз приемника, а три обратных провода фаз системы объединяются в один общий нейтральный провод. Остальные три провода, соединяющий генератор с приемником, называются линейными. Узел, который образует обмотки фаз генератора или фазы приемника, называется нейтралью или нейтральной точкой. Пренебрегая сопротивлениями всех проводов, легко определить токи трех фаз приемника и генератора: и ток в нейтральном проводе
Приемник с одинаковыми сопротивлениями всех трех фаз называется симметричным. При симметричном приемнике у токов всех фаз одинаковые действующие значения и одинаковые сдвиги фаз относительно соответствующих фазных ЭДС, ток в нейтральном проводе равен нулю. Поэтому в случае симметрического приемника нейтральный провод не нужен и не прокладывается.
В трехфазной системе напряжения между выводами каждой фазной обмотки генератора или каждой фазы приемника называются фазными напряжениями.
Фазными токами называются токи в фазных обмотках генератора или в фазах приемника. Напряжения между линейными проводами называются линейными и линейными называются токи в линейных проводах. Запишем уравнение по другому закону Кирхгофа для контура, Для линейных напряжений:
, , где - действующее значение линейного напряжения.
Из треугольников напряжений следует, что между действующими значениями линейных и фазных напряжений справедливо соответствие . В случае симметричного приемника действующие значения всех линейных и фазных токов одинаковые:
Соединение источника энергии и приемника по схеме треугольник
Нейтральный провод отсутствует.
После объединения обмоток генератора напряжения между началом и концом каждой фазы не изменятся, т.е. эти фазные напряжения одинаковы для несвязанной и связанной систем. Поэтому и токи в фазах приемника ,т.е. фазные токи, , в связанной системе такие же, как в несвязанной. Линейные токи, равны разностям соответствующих фазных токов (первый закон Кирхгофа для узлов приемника):
Линейные напряжения равны соответствующим фазным напряжениям, их комплексные значения:
По закону Ома комплексные значения фазных токов:
, причем у симметричного приемника
и у всех фазных токов одинаковые действующие значения и одинаковые сдвиги фаз относительно соответствующих ЭДС или фазных напряжений.
Из треугольников токов следует, что в симметричной трехфазной системе для действующих значений линейных и фазных токов справедливо соотношение
На статоре генератора размещается обмотка, состоящая из 3х фаз. Обмотки фаз располагаются на статоре таким образом, чтобы их магнитные оси были сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 2π/3, т.е. на 120°. Начала фаз обозначены буквами A, B и C, а концы – X, Y, Z. Ротор представляет собой электромагнит, возбуждаемый постоянным током обмотки возбуждения, расположенной на роторе.
При вращении ротора турбиной с равномерной скоростью в обмотках фаз статора индуктируются периодически изменяющиеся синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но отличающиеся друг от друга по фазе на 120° вследствие их пространственного смещения.