Активная, реактивная и полная мощности.

Активная мощность Р - среднее значение мгновенной мощности р за период Т.

. (3.47)

Если ток i= I_m sin ωt, напряжение на участке цепи и = U_m sin(ωt + φ), то

, (3.48)

Активная мощность физически представляет собой энергию, которая выделяется в единицу времени в виде теплоты на участке цепи в сопротивлении R. Предполагается, что в 1с укладывается целое число периодов Т. Действительно, произведение U cos φ = IR. Следовательно,

(3.49)

Единица активной мощности - ватт (Вт).

Реактивная мощность Q - произведение напряжения U на участке цепи на ток I по этому участку и на синус угла φ между напряжением U и током I:

(3.50)

Единица реактивной мощности - вольт-ампер реактивный (ВАР). Если sin φ > 0, то Q > 0, если sin φ < 0, то Q < 0.

Физическая сущность реактивной мощности объясняется суммой энергий магнитного и электрического полей цепи:

Среднее значение энергии этой энергии, поступающей от источника за интервал времени t от –T/8 до +T/8

Таким образом, реактивная мощность Q пропорциональна среднему за четверть периода значению энергии, которая отдается источником питания на создание переменной составляющей электрического и магнитного полей индуктивной катушки и конденсатора.

За один период переменного тока энергия дважды отдается генератором в цепь и дважды он получает ее обратно, т. е. реактивная мощность является энергией, которой обмениваются генератор и приемник.

Полная мощность

(3.52)

Единица полной мощности - В * А.

Мощности Р, Q и S связаны следующей зависимостью:

(3-53)

Графически эту связь можно представить в виде прямоугольного тре-угольника (рис. 3.13) - треугольника мощности с катетами P, Q и гипотенузой S.

Рис.3.13

На щитке любого источника электрической энергии переменного тока (генератора, трансформатора и т. д.) указывается значение S, характеризующее ту мощность, которую этот источник может отдавать потребителю, если последний работает при cosφ = 1 (т. е. если потребитель представляет собой чисто активное сопротивление).

Таким образом, активная мощность Р есть действительная часть (Re), а реактивнаямощность Q - мнимая часть (Im) произведения UI :

Выражение мощности в комплексной форме записи можно представить

(3.54)

Измерение мощности производят обычно с помощью ваттметра электродинамической системы, в котором имеются две катушки - неподвижная и подвижная.

Подвижная катушка, выполненная из очень тонкого провода, имеет практически чисто активное сопротивление и называется параллельной обмоткой. Ее включают параллельно участку цепи, подобно вольтметру. Жестко скрепленная со стрелкой (указателем), она может поворачиваться в магнитном поле, создаваемом неподвижной катушкой.

Неподвижная катушка, выполненная из довольно толстого провода, имеет очень малое активное сопротивление и называется последовательной обмоткой. Ее включают в цепь последовательно, подобно амперметру. На электрическойсхеме ваттметр изображают, как показано на рис. 3.14.

Рис.3.14

Одна пара концов (на рисунке расположена горизонтально) принадлежит последовательной обмотке, другая пара концов (на рисунке расположена вертикально) - параллельной. На концах одноименных зажимов обмоток (например, у начала обмоток) принято ставить точки.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: