Kako najti moč v izmeničnem tokokrogu

Izmenični tok ni isto kot enosmerni tok. Vsi vedo, da lahko enosmerni tok segreje aktivno obremenitev R. In če začnete napajati vezje, ki vsebuje kondenzator C z enosmernim tokom, takoj ko se napolni, ta kondenzator ne bo več prenašal toka skozi vezje.

Tuljava L v enosmernem tokokrogu se običajno lahko obnaša kot magnet, zlasti če vsebuje feromagnetno jedro. V tem primeru se vod tuljave z aktivnim uporom ne bo v ničemer razlikoval od upora R, zaporedno priključenega na tuljavo (in enake vrednosti kot ohmski upor kabla tuljave).

Kakor koli že, v enosmernem tokokrogu, kjer je obremenitev sestavljena samo iz pasivnih elementov, prehodni procesi končajo se skoraj takoj, ko se začne hraniti in se ne pokažejo več.

Izmenični tok in reaktivni elementi

Kar zadeva tokokrog izmeničnega toka, so v njem prehodni pojavi najpomembnejšega, če ne odločilnega pomena, in vsak element takega tokokroga, ki je sposoben ne samo odvajati energijo v obliki toplote ali mehanskega dela, ampak je sposoben tudi najmanj kopičenje energije v obliki električnega ali magnetnega polja bo vplivalo na tok, kar bo povzročilo nekakšen nelinearen odziv, ki ni odvisen samo od amplitude uporabljene napetosti, temveč tudi od frekvence prehajajočega toka.

Tako se pri izmeničnem toku moč ne odvaja le v obliki toplote na aktivnih elementih, ampak se del energije zaporedno akumulira in nato vrne nazaj v vir energije. To pomeni, da se kapacitivni in induktivni elementi upirajo prehodu izmeničnega toka.

V vezju sinusni izmenični tok Kondenzator se najprej polni polovico periode, v naslednji polovici periode pa se izprazni, vrne naboj nazaj v omrežje in tako na vsaki polovici periode omrežnega sinusnega vala. Induktor v izmeničnem tokokrogu ustvari magnetno polje v prvi četrtini obdobja, v naslednji četrtini pa se to magnetno polje zmanjša, energija v obliki toka se vrne nazaj k viru. Tako se obnašajo čisto kapacitivne in čisto induktivne obremenitve.

Pri čisto kapacitivni obremenitvi tok vodi napetosti za četrtino obdobja omrežnega sinusnega vala, to je za 90 stopinj, če gledamo trigonometrično (ko napetost v kondenzatorju doseže maksimum, je tok skozi kondenzator enak nič , in ko napetost začne presegati nič, bo tok v tokokrogu bremena največji).

Pri čisto induktivni obremenitvi tok zaostaja za napetostjo za 90 stopinj, to je zaostaja za četrtino sinusne dobe (ko je napetost, ki se uporablja za induktivnost, največja, tok šele začne naraščati). Pri čisto aktivni obremenitvi tok in napetost v nobenem trenutku ne zaostajata drug za drugim, to je, da sta strogo v fazi.

Skupna, jalova in delovna moč, faktor moči

Izkazalo se je, da če obremenitev v tokokrogu izmeničnega toka ni popolnoma aktivna, so v njem nujno prisotne reaktivne komponente: tiste z induktivno komponento navitij transformatorjev in električnih strojev, kondenzatorjev in drugih kapacitivnih elementov s kapacitivno komponento, tudi samo induktivnost žic itd. .n.

Posledično sta napetost in tok v izmeničnem tokokrogu izven faze (nista v isti fazi, kar pomeni, da njuni maksimumi in minimumi ne sovpadajo z maksimumom – z maksimumom, minimum pa natančno z minimumom) in vedno obstaja nekaj zaostanka toka od napetosti za določen kot, ki se običajno imenuje phi. In velikost kosinusa phi se imenuje faktor moči, saj je kosinus phi dejansko razmerje med aktivno močjo R, nepovratno porabljeno v obremenitvenem krogu, in skupno močjo S, ki nujno prehaja skozi obremenitev.

Vir izmenične napetosti dovaja skupno moč S v tokokrog obremenitve, del te skupne moči se vrne vsako četrtino obdobja nazaj k viru (tisti del, ki se vrača in tava naprej in nazaj, se imenuje reaktivna komponenta Q), del pa se porabi v obliki aktivne moči P - v obliki toplote ali mehanskega dela.

Da bi breme, ki vsebuje reaktivne elemente, delovalo, kot je predvideno, ga mora napajati vir električne energije s polno močjo.

Kako izračunati navidezno moč v izmeničnem tokokrogu

Za merjenje skupne moči S bremena v tokokrogu izmeničnega toka je dovolj, da pomnožimo tok I in napetost U oziroma njihove povprečne (efektivne) vrednosti, ki jih je enostavno izmeriti z voltmetrom in ampermetrom izmeničnega toka ( te naprave kažejo točno povprečno efektivno vrednost, ki je za dvožično enofazno omrežje 1,414-krat manjša od amplitude). Tako boste vedeli, koliko energije gre od vira do sprejemnika. Povprečne vrednosti so vzete, ker je v običajnem omrežju tok sinusoiden in moramo dobiti natančno vrednost porabljene energije vsako sekundo.

Kako izračunati delovno moč v izmeničnem tokokrogu

Če je obremenitev izključno aktivne narave, na primer, gre za grelno tuljavo iz nikroma ali žarnice z žarilno nitko, potem lahko preprosto pomnožite odčitke ampermetra in voltmetra, to bo poraba aktivne energije P. Če pa obremenitev ima aktivno-reaktivno naravo, potem bo moral izračun poznati kosinus phi, tj. faktor moči.

Posebna električna merilna naprava — fazni meter, vam bo omogočil neposredno merjenje kosinusa phi, to je, da dobite numerično vrednost faktorja moči. Če poznamo kosinus phi, ga moramo pomnožiti s skupno močjo S, katere metoda izračuna je opisana v prejšnjem odstavku. To bo aktivna moč, aktivna komponenta energije, ki jo porabi omrežje.

Kako izračunati reaktivno moč

Če želite najti jalovo moč, je dovolj, da uporabite posledico Pitagorovega izreka, nastavite trikotnik moči ali preprosto pomnožite skupno moč s sinusoidom.