• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Однофазні електричні кола змінного струму.

Змінним називається такий струм, сила й напрям якого з часом змінюються. Розглянемо періодичний змінний струм, який через однакові проміжки часу, що називаються періодами ,повторює своє значення.

У народному господарстві й побуті в основному застосовується змінний струм. Це пояснюється тим, що він має ряд істотних переваг над постійним струмом.

Змінний струм можна трансформувати, що дає змогу дістати струм високої напруги, потрібний для передавання електричної енергії на великі відстані, а також струм низької напруги, який застосовується для живлення різних струмоприймачів.

У техніці застосовується в основному гармонічні змінні струми, що змінюються за законом синуса. Вони називаються синусоїдальними струмами.

Джерелом такого струму може бути чи генератор, чи інвертор, який перетворює постійний струм у змінний.

Період - це час, протягом якого відбувається повний цикл миттєвих значень е. р. с. Виражається в секундах або в кутових градусах і позначається - Т. Максимальне, чи амплітудне значення е. р. с. позначається Е, максимальне значення струму - І.

Частота – це величина обернена періоду, тобто

F = I/T

Частота виражається в герцах (Гц). Кутова частота = 2f

Кут, який характеризує положення провідника в магнітному полі називається фазним кутом, або фазою - t.

Сукупність векторів називається векторною діаграмою.

Додавати та віднімати можна тільки вектори синусоїдних величин однакової частоти.

Діюче значення змінного струму чисельно дорівнює такому умовному постійному струму, який проходячи через однаковий зі змінним струмом опір, за однаковий проміжок часу виділяє таку саму кількість теплоти.

При послідовному з’єднанні кількох струмоприймачів додавати можна тільки активні або реактивні опори, зважаючи на їхні знаки. Індуктивні опори беруться з позитивною позначкою, а ємнісні - з від’ємною. Додавати модулі повних опорів не можна.

Коливальний контур складається з котушки індуктивності L і конденсатора С.

Резонанс напруг виникає в колі, що складається з активного опору, індуктивності і ємності коли їхні реактивні опори однакові. При резонансі напруг частота змінної напруги, що підводиться до контура співпадає з частотою коливань контура, f = fРезонанс напруг можна отримати при постійних параметрах контура, змінюючи частоту напруги, що до нього підводиться. Якщо частота джерела енергії залишається постійною, то щоб отримати резонанс змінюють індуктивність котушки L або ємність конденсатора С.

Резонанс напруг використовують для настройки приймаючих та передаючих пристроїв в області автоматики і зв’язку на певну частоту. В електроенергетичних пристроях резонанс напруг неприпустимий.

Резонанс напруг призводить до значного збільшення напруги, що являє собою небезпеку для ізоляції і обслуговуючого персоналу.

Розгалужене коло змінного струму;

Активні і реактивні складові струмів; векторні діаграми струмів;резонанс струмів.

Коефіцієнт потужності.

Коло змінного струму, що складається з паралельно з’єднаних індуктивного та ємнісного опору і послідовно з першим ввімкнено активний опір називається розгалуженим.

На вході кола загальний струм І розгалужується на струм І, який проходить по вітці з активним та індуктивним опорами, і струм І, який проходить по вітці з ємнісним опором.

До обох паралельних віток проходить спільна напруга U. Струм Іза фазою відставатиме від напруги U на кут, менший за 90, а струм Івипереджатиме напругу U на кут 90.

Зобразимо векторну діаграму

Усі вектори на векторній діаграмі (крім вектора U), а також кути та можуть змінюватися залежно від значень R, Х, Х. При цьому можливі такі випадки:

· ІІ, коли кут відстаючим, тобто вектор І за фазою відстає від вектора U;

· ІІ, коли кут буде випереджаючим, тобто вектор І за фазою випереджає вектор U;

· І= І, коли кут = 0, тобто вектор І збігається за фазою з вектором U.

Випадок, при якому індуктивний струм у колі дорівнює за значенням ємнісному, називається резонансом струмів.

Ознаками резонансу струмів в колі є такі:

1. Загальний струм І дорівнює його активній складовій І, тобто менший, ніж струм у вітці з індуктивним та активним опорами.

2. Струм І збігається за фазою з напругою U (= 0).

Явище резонансу струмів має велике практичне значення. Якщо до електродвигуна змінного струму, що має активний та індуктивний опори, паралельно приєднати конденсатор такої ємності, щоб у колі настав резонанс струму, тобто щоб І= І, то струм у підвідних проводах (загальний струм І) стане меншим, ніж струм, який споживає двигун. Струмове навантаження в підвідних проводах, трансформаторах на знижувальних підстанціях і генераторах електростанцій зменшиться. Отже, для живлення двигуна можна буде взяти проводи меншого поперечного перерізу, ніж при відсутності резонансу струмів. Необхідна потужність трансформаторів і генераторів при цьому знизиться.

Якщо при постійному струмі є один вид потужності, то при змінному – їх три. Помноживши всі сторони трикутника напруг на значення струму І , дістанемо трикутник потужностей.

Горизонтальний катет трикутника (як добуток струму і активної складової напруги) називається активною потужністю:

Р = ІR = IU= UI

Активна потужність виражається в ватах (Вт). Для її вимірювання застосовується ватметр. У струмоприймачах вона витрачається на виконання корисної роботи.

Вертикальний катет трикутника потужностей ( як добуток індуктивної складової напруги та струму) називається реактивною потужністю:

Q = IX= IU= UI

Реактивна потужність виражається в вольт-амперах реактивних. У колах з індуктивним навантаженням ця потужність витрачається на створення та підтримання магнітного поля. Вона неперервно переходить від генератора до індуктивного навантаження, де створює магнітне поле, а потім повертається до генератора.

Гіпотенуза трикутника потужностей (як добуток струму та повної напруги) називається повною потужністю:

S = IZ = IU

Повна потужність виражається в вольт-амперах (В-А). Це та гранична потужність, яку може віддати генератор за своїми даними.

Якщо струмоприймачем є чисто активне навантаження, то активна й повна потужності збігаються. Якщо ж навантаження реактивне, то повна потужність завжди більша від активної.

З трикутника потужностей випливає що:

S =

З трикутника потужностей випливає, що:

= P/S

Величина, що показує, яку частину від повної потужності становить корисна, активна потужність, називається коефіцієнтом потужності ().

Коефіцієнт потужності вимірюється фазометром. Той чи інший в колі визначається характером навантаження ( активне, індуктивне, ємнісне ).

Для підтримки високого значення треба додержуватися таких правил:

1. Не допускати тривалої роботи двигунів чи трансформаторів вхолосту або з недовантаженням.

2. Правильно вибирати двигун за потужністю, частотою обертання та виконанням,застосовуючи переважно швидкохідні двигуни відкритого чи захищеного типу ( залежно від умов роботи ).

3. Застосовувати статичні конденсатори та синхронні компенсатори.

Значення коефіцієнта потужності можна визначати як для окремих споживачів так і для підприємства в цілому.

Читайте також:

1. Автоматичне розвантаження по струму.
2. Б- не збуджена ділянка мембрани , на яку діють електричні струми збудженої ділянки. Стрілками показано напрям струмів, кружечками – дійсне переміщення іонів.
3. Багатоконтурні лінійні електричні ланцюги
4. Баланс потужностей у колі гармонічного струму.
5. Безпечні методи звільнення потерпілого від дії електричного струму.
6. БІОЕЛЕКТРИЧНІ ПОТЕНЦІАЛИ
7. Біоелектричні явища в тканинах: будова мембран клітини, транспорт речовин через мембрану, потенціал дії та його розповсюдження.
8. Біоелектричні явища і збудження в тканинах.
9. Види двигунів постійного струму.
10. Вимірювання потужності в колах постійного струму.
11. Вимірювання потужності у колах перемінного струму.
12. Випробування високовольтних вимикачів змінного струму

Переглядів: 8241