Треугольники напряжений, сопротивлений и мощностей
На векторных диаграммах можно выделить прямоугольный треугольник напряжений.
В зависимости от соотношения xL и xC возможнытри режима работы цепи:
а) напряжение цепи опережает ток по фазе на угол j и цепь в целом имеет активно-индуктивный характер;
б) напряжение цепи отстает по фазе от тока на угол j и цепь в целом имеет активно-емкостный характер;
в) напряжение и ток совпадают по фазе, характер цепи в целом чисто активный. Такой режим цепи называется резонансом напряжений, при котором UL=UC, xL =xC. Настроить цепь в резонанс напряжений можно путем изменения xL или xC, т.е. изменяя C, L или f (частота, при которой наступает резонанс f = 1/(2π√LC) ). При резонансе напряжений сопротивление цепи минимально, а ток максимальный.
Цепи электроснабжения в строительной отрасли чаще всего имеют активно-индуктивный характер, поэтому далее рассмотрим соответствующие треугольники с положительным углом j.
По теореме Пифагора можно установить связь между полным напряжением цепи и напряжениями на ее отдельных участках:
.
Если разделить стороны треугольника напряжений на ток (в цепи с последовательным соединением элементов ток одинаков во всех участках), то (в соответствии с законом Ома) получим треугольник сопротивлений.
Здесь х=xL - xC - реактивное сопротивление цепи, а Z - полное сопротивление цепи:
.
Полученное уравнение устанавливает связь межу различными сопротивлениями цепи.
Если умножить стороны треугольника напряжений на ток, то получим треугольник мощностей:
Здесь Р=URI - активная мощность, которая выделяется на активных сопротивлениях цепи. Она связана с необратимыми преобразованиями электрической энергии, то есть с совершением работы (полезной) в электроустановке. Активная мощность измеряется в ваттах [Вт].
Q=UxI - реактивная мощность. Связана в электроустановках с совершением обратимых преобразований энергии, полезной работы она не совершает. В электроустановках затрачивается на создание электрических (С) и магнитных (L) полей. Реактивная мощность измеряется вольт амперах реактивных [вар].
Реактивная мощность оказывает существенное влияние на режим работы электрической цепи. Циркулируя по проводам трансформаторов, генераторов, двигателей, линий электропередач, она нагревает их. Поэтому расчет проводов и других элементов устройств переменного тока производят из полной мощности, которая учитывает активную и реактивную мощности.
S=UI - полная мощность, измеряется в вольт амперах [В*А]. Из треугольника мощностей определим:
.
Дата добавления: 2014-12-22; просмотров: 4310;