Потужність котушки - студопедія

Трикутники напруг, опорів, потужностей

Ланцюг з реальною котушкою індуктивності

Реальна котушка відрізняється від ідеальної тим, що змінний струм в ній супроводжується не тільки зміною енергії в магніт-ном поле, а й перетворенням електричної енергії в інший вид.

У колі змінного струму процес пре-освіти електричної енергії в інший вид характеризується активною потужністю ланцюга Р. а зміна енергії в маг-нітних поле - реактивною потужністю. У реальному ка-тушці мають місце обидва процеси, тобто її активна і реактивна потужності відмінні від нуля. Тому в схемі заміщення реальна котушка повинна бути представлена ​​активним і реактивним еле-ментами.

Прикладена до котушки напругу складається з двох доданків, одне з яких uR дорівнює падінню напруги в активному опорі, а інше uL врівноважує ЕРС самоіндукції.

Тому котушку в схемі заміщення можна пред-ставити активним і індуктивним опорами, з'єднаних-ми послідовно.

Розбіжність по фазі доданків в вираженні утруднений-ет визначення амплітуди і діючого значення прикладеного до ланцюга напруги U. Тому скористаємося векторним спосо-бом складання синусоїдальних величин. За вихідний вектор діаграми приймаємо вектор струму I. На-правління цього вектора збігається з позитивним напрямком осі, від якої відраховуються фазові кути. Вектор UR у напрямку збігається з вектором струму I, а вектор UL спрямований перпендикулярно вектору I з позитивним углом.Із діаграми видно, що вектор загального напруги Uопережа-ет вектор струму I на кут # 968;> 0, але <90°, а по величине равен гипоте-нузе прямоугольного треугольника, катетами которого являются векторы падений напряжения в активном и индуктивном сопротив-лениях.

Проекція вектора напруги Uна напрямок вектора струму називається активною складовою вектора напруги і позначення-чає UR.

Проекція вектора напруги Uна напрямок, перпендіку-лярного вектору струму, називається реактивної складової вектора напруги.

Сторони трикутника напруг, виражені в одиницях на-напруги, розділимо на ток I. Отримаємо подібний трикутник зі-спротиву, катетами якого є активне ііндуктівное опору, а гіпотенузою - величина Z.; ;

Ставлення чинного напруги до діючого току даному колі називається повним опором ланцюга.

З графіка миттєвої потужності видно, що в тече-ня періоду потужність чотири рази змінює знак; отже, на-правління потоку енергії і в даному випадку протягом періоду змінюється.

При позитивному зна-ванні потужності енергія пере-ходить від джерела в прийом-ник, а при негативному - навпаки. Неважко помітити, що кількість енергії, по-ступила в приймач (позитивна площа), більше повер-щенной назад (негативна площа).

Отже, в ланцюзі з активним опором і індуктив-ністю частина енергії, що надходить від генератора, необоротно пре-обертається в інший вид енергії, але деяка частина повертається назад. Цей процес повторюється в кожен період струму, тому в ланцюзі поряд з безперервним перетворенням електричної енергії в інший вид енергії (активна енергія) частина її здійснює ко-лебанія між джерелом і приймачем (реактивна енергія).

Швидкість незворотного процесу перетворення енергії оціни-ється середньою потужністю за період, або активною потужністю Р, швидкість обмінного процесу характеризується реактивною потужністю Q.

Активна потужність всього ланцюга дорівнює активної потужності в опору-тивления R, а реактивна - реактивної потужності в індуктивному со-спротиву XL.

Коефіцієнт потужності - показує, яка частина пів-ної потужності є активною, тобто споживаної.

Схема заміщення котушки з паралельним з'єднанням елементів

Для реальної котушки можна скласти і іншу розрахункову схему - з паралельним з'єднанням двох гілок: з активної G і індуктивної BL проводимостями.

Покажемо, що схеми еквівалентні, тобто при однаковій напрузі зберігаються трохи-ізменниміток в нерозгалужене частини ланцюга, активна і реактивна потужності.

Проекція вектора струму I на напрямок напруги називає-ся активною складовою вектора струму і позначається Ia.

Проекція вектора струму I на напрямок, перпендикулярний століття-тору напруги, називається реактивної складової вектора струму і позначається Iр =

Сторони трикутника струмів, виражені в одиницях струму, мож-но розділити на напругу U і отримати подібний трикутник провідностей, катетами якого є активна G ііндуктівная BL провідності, а гіпотенузою - величина Y = I / U, яка називається повною провідністю ланцюга.