Princip in metode posrednega določanja faktorja moči v tokokrogu izmeničnega toka

Faktor moči ali kosinus phi, glede na uporabnika sinusnega izmeničnega toka, je razmerje med porabo delovne moči P in skupno močjo S, ki se temu uporabniku dovaja iz omrežja.

Skupna moč S, v splošnem primeru, se lahko opredeli kot produkt efektivnih (povprečnih kvadratnih) vrednosti toka I in napetosti U v obravnavanem vezju ter delovne moči P - kot nepovratno porabo uporabnika za delovanje dela.

Jalova moč Q, čeprav je del skupne moči, pa se ne porablja za opravljanje dela, temveč le sodeluje pri ustvarjanju izmeničnega električnega in magnetnega polja v nekaterih elementih uporabnikovega vezja.

razen neposredno merjenje faktorja moči uporaba elektrodinamičnih naprav — fazni števci, obstajajo precej logične posredne metode, ki vam omogočajo, da matematično natančno razumete vrednost te zelo pomembne električne količine, ki je značilna za uporabnika v sinusnem tokokrogu izmeničnega toka.

Poglejmo podatke posredne metode v podrobnostih, Razumejmo princip posrednega merjenja faktorja moči.

Metoda voltmetra, ampermetra in vatmetra

Elektrodinamični vatmeter z dodatnim aktivnim uporom v tokokrogu svoje gibljive tuljave označuje vrednost izjemno aktivne moči, porabljene v izmeničnem tokokrogu P.

Če zdaj z voltmetrom in ampermetrom izmerimo povprečne vrednosti toka I in napetosti U, ki delujejo v tokokrogu proučevane obremenitve, potem z množenjem teh dveh parametrov dobimo samo skupno moč S .

Nato lahko faktor moči (kosinus phi) dane obremenitve zlahka najdemo s formulo:

Tukaj, če želite, lahko najdete tudi vrednost reaktivne moči Q, skupni upor vezja z Ohmov zakon, kot tudi aktivni in reaktivni upor, preprosto s konstruiranjem ali predstavljanjem trikotnika upora in nato z uporabo Pitagorovega izreka:

Metoda števca in ampermetra

Za uporabo te metode je potrebno sestaviti vezje, v katerem je najenostavnejši zaporedno povezan z obremenitvijo Z in ampermetrom števec električne energije Wh.

Za določeno časovno obdobje t, reda velikosti minute, bo treba izračunati število vrtljajev diska N, ki bo pokazalo količino porabljene aktivne energije v določenem času (tj. ob upoštevanju faktor moči).

Tukaj: število vrtljajev diska N, koeficient k je količina energije na obrat, I in U sta efektivna tok oziroma napetost, t je čas za štetje vrtljajev, kosinus phi je faktor moči:

Nato se namesto proučevanega uporabnika Z aktivno breme R vključi v tokokrog prek istega števca, vendar ne neposredno, temveč preko reostata R1 (doseganje enakega toka I kot v prvem primeru z uporabnikom Z). Število vrtljajev diska N1 se ohrani za enak čas t. Ampak tukaj, ker je obremenitev aktivna, je kosinus phi (faktor moči) zagotovo enak 1. Zato:

Nato se zabeleži razmerje vrtljajev števca diska za enako časovno obdobje v prvem in drugem primeru. To bo kosinus phi, to je faktor moči prvega bremena (glede na čisto aktivno breme z enakim trenutno):

Metoda treh ampermetrov

Če želite določiti faktor moči v tokokrogu sinusnega toka s pomočjo treh ampermetrov, morate najprej sestaviti naslednje vezje:

Tukaj je Z breme, katerega faktor moči je treba določiti, R pa čisto aktivno breme.

Ker je obremenitev R čisto aktivna, je tok I1 v katerem koli trenutku časa v fazi z izmenično napetostjo U, ki se uporablja za to obremenitev.V tem primeru je tok I enak geometrijski vsoti tokov I1 in I2. Zdaj bomo na podlagi tega položaja zgradili vektorski diagram tokov:

Na vektorskem diagramu tokov je ostri kot med tokom I1 in tokom I2 kot phi, katerega kosinus (pravzaprav vrednost faktorja moči) je mogoče najti iz posebne tabele vrednosti ​​trigonometričnih funkcij ali izračunano po formuli:

Od tu lahko izrazimo kosinus phi, to je želeni faktor moči:

Predznak ugotovljenega faktorja moči («+» ali «-«) bo pokazal naravo obremenitve. Če je faktor moči (kosinus phi) negativen, je obremenitev po naravi kapacitivna. Če je faktor moči pozitivna vrednost, je narava obremenitve induktivna.