Активная реактивная и полная мощности. Активная, реактивная и полная мощность в цепях переменного тока: различия и взаимосвязь

Что такое активная, реактивная и полная мощность в электрических цепях. Как они связаны между собой. Почему важно учитывать все виды мощности. Как рассчитать и измерить разные виды мощности.

Основные виды мощности в цепях переменного тока

В цепях переменного тока выделяют три основных вида мощности:

• Активная мощность (P) — измеряется в ваттах (Вт)
• Реактивная мощность (Q) — измеряется в вольт-амперах реактивных (вар)
• Полная мощность (S) — измеряется в вольт-амперах (ВА)

Каждый вид мощности характеризует определенные процессы, происходящие в электрической цепи. Понимание различий между ними необходимо для правильного проектирования и эксплуатации электрических систем.

Активная мощность: полезная работа электроэнергии

Активная мощность характеризует ту часть электрической энергии, которая преобразуется в полезную работу или тепло. Это мощность, которая реально потребляется нагрузкой.

Основные свойства активной мощности:

• Измеряется в ваттах (Вт)
• Всегда положительна
• Характеризует среднюю за период потребляемую мощность
• Вычисляется по формуле: P = U * I * cos φ, где φ — угол сдвига фаз между током и напряжением

Активная мощность учитывается электросчетчиками и оплачивается потребителями. Это та мощность, которая совершает полезную работу в электроприборах.

Реактивная мощность: колебания энергии в цепи

Реактивная мощность связана с процессами обмена энергией между источником и магнитными/электрическими полями в цепи. Она не совершает полезной работы, но нагружает сеть.

Ключевые особенности реактивной мощности:

• Измеряется в вольт-амперах реактивных (вар)
• Может быть положительной (индуктивная нагрузка) или отрицательной (емкостная нагрузка)
• Характеризует амплитуду колебаний энергии между источником и нагрузкой
• Вычисляется по формуле: Q = U * I * sin φ

Хотя реактивная мощность не совершает полезной работы, она необходима для работы многих электроустановок, например, электродвигателей. При этом ее избыток приводит к дополнительным потерям в сети.

Полная мощность: суммарная нагрузка на сеть

Полная мощность учитывает как активную, так и реактивную составляющие. Она характеризует полную нагрузку, создаваемую в электрической сети.

Характеристики полной мощности:

• Измеряется в вольт-амперах (ВА)
• Всегда больше или равна активной мощности
• Определяет нагрузку на провода, трансформаторы и другие элементы сети
• Вычисляется по формуле: S = U * I или S = √(P^2 + Q^2)

Полная мощность важна при выборе сечения проводов, мощности трансформаторов и другого оборудования, так как определяет их фактическую нагрузку.

Взаимосвязь между видами мощности

Активная, реактивная и полная мощности связаны между собой. Их взаимосвязь наглядно отображается с помощью «треугольника мощностей».

В этом треугольнике:

• Катеты представляют активную (P) и реактивную (Q) мощности
• Гипотенуза — полную мощность (S)
• Угол между S и P — это угол сдвига фаз φ

Из треугольника мощностей следуют важные соотношения:

• S^2 = P^2 + Q^2
• cos φ = P / S — коэффициент мощности
• tg φ = Q / P

Эти соотношения позволяют рассчитать любой вид мощности, если известны два других.

Коэффициент мощности: показатель эффективности

Коэффициент мощности (cos φ) — важный параметр, характеризующий эффективность использования электроэнергии. Он показывает, какую часть полной мощности составляет активная мощность.

Особенности коэффициента мощности:

• Изменяется от 0 до 1
• Чем ближе к 1, тем эффективнее используется электроэнергия
• Низкий cos φ приводит к повышенным потерям в сети
• Для большинства бытовых потребителей нормальным считается cos φ > 0.95

Повышение коэффициента мощности — одна из важных задач в энергетике, позволяющая снизить потери и повысить эффективность электроснабжения.

Измерение различных видов мощности

Для измерения разных видов мощности используются специальные приборы:

• Ваттметры — измеряют активную мощность
• Варметры — измеряют реактивную мощность
• Измерители полной мощности
• Многофункциональные измерители мощности — позволяют измерять все виды мощности

Современные цифровые приборы часто совмещают функции измерения всех видов мощности, а также других параметров электрической сети.

Для точного измерения мощности важно правильно выбрать и подключить измерительный прибор, учитывая особенности конкретной электрической цепи.

Влияние разных видов мощности на электрическую сеть

Каждый вид мощности по-разному влияет на работу электрической сети:

• Активная мощность определяет реальное потребление энергии и нагрев проводников
• Реактивная мощность создает дополнительную нагрузку на сеть, не совершая полезной работы
• Полная мощность определяет общую нагрузку на элементы сети

Избыток реактивной мощности в сети приводит к:

• Увеличению потерь энергии
• Снижению пропускной способности линий электропередачи
• Необходимости завышения мощности трансформаторов и сечения проводов
• Колебаниям напряжения в сети

Поэтому в крупных электрических сетях применяются меры по компенсации реактивной мощности, например, установка конденсаторных батарей.

Тема 4. Активная, реактивная и полная мощности. Коэффициент мощности

1. Активная мощность при r = X_C = 20 Ом и показаниях амперметра 10 А, вольтметра 200 В, равна

 

 

1) P = 2000 Вт

 

 

2. Формула для определения мгновенной мощности переменного тока

 

3. Выражение для энергии W_L , накопленной в поле индуктивного элемента, имеет вид

 

 

4. Формула полной мощности имеет вид

2)

 

5. Формула активной мощности цепи имеет вид

1)

 

6. Полная комплексная мощность для цепи из последовательно соединенных R, L, C определяется по формуле

1)

 

7. Формула реактивной мощности катушки индуктивности имеет вид

2)

8. Формула реактивной мощности Q_C конденсатора С в цепи имеет вид

2)

 

9. Выражение активной мощности Р пассивного двухполюсника в цепи переменного тока имеет вид

1)

 

 

10. Каким свойством обладают индуктивные элементы схем

 

4) запасать энергию в виде магнитного поля

11.Полная мощность цепи переменного тока

 

3)

 

12. Каким свойством обладают резистивные элементы схем

 

4) преобразовывать электрическую энергию

 

13. Формула для определения реактивной мощности Q_L на индуктивности L в цепи переменного тока

4)

 

14. Формула, показывающая связь между активной, реактивной и полной мощностью

3)

15. Формула, показывающая связь между реактивной и полной мощностью

4) Q=S sinj

16. Выражение полной мощности S пассивного двухполюсника в цепи переменного тока имеет вид

17. Реактивная мощность при r = X_C = 20 Ом и показаниях амперметра 10 А, вольтметра 200 В, равна

2) Q= 2000 вар

18. Полная мощность при r = X

C = 20 Ом и показаниях амперметра 10 А, вольтметра 200 В, равна

1) S = ВА

 

19. Активная мощность цепи переменного тока

1)

 

 

20. Реактивная мощность цепи переменного тока

 

 

4)

5. Частотные свойства электрической цепи. Резонанс

 

1. Резонансная частота w₀ колебательного контура

 

2. Резонансная частота — w₀ колебательного контура

 

3. В режиме резонанса, при U=90 В, r =5 Ом, Х_L =Х_C = 20 Ом, амперметр покажет

1) I=18 A

 

4. В режиме резонанса, при U=90 В, R=5 Ом, Ом, вольтметр покажет:

 

1) U=90 В

5. В режиме резонанса, при U=90 В, R=5 Ом, 20 Ом, вольтметр покажет:

1) U=360 В

 

6. В режиме резонанса, при U=90 В, R=5 Ом, Ом, вольтметр покажет

 

1) U=360 В

 

7. В режиме резонанса, при U=100 В, R=10 Ом, Ом, амперметр покажет:

 

1) I=10 A

 

 

8. Резонансная частота контура при уменьшении активного сопротивления в 4 раза

3) не изменится

 

9. Резонансная частота контура при увеличении активного сопротивления в 4 раза

3) не изменится

 

 

10. Резонансная частота контура при увеличении емкости в 4 раза

1) уменьшится в 2 раза

 

11. Резонансная частота контура при уменьшении емкости в 4 раза

2) увеличится в 2 раза

12. Резонансная частота контура при увеличении индуктивности в 4 раза

1) уменьшится в 2 раза

 

13. Резонансная частота контура при уменьшении индуктивности в 4 раза

2) увеличится в 2 раза

 

14. Условием возникновения резонанса напряжений в линейной электрической цепи является

3) равенство нулю мнимой части комплексного сопротивления

15. Условием возникновения резонанса токов в линейной электрической цепи является

1) равенство нулю мнимой части комплексной проводимости

 

16. Резонансом электрической цепи r, L, С называется режим работы, при котором

3) цепь имеет чисто активный характер

 

17. Электрическая цепь, в которой возможно возникновение резонанса напряжений, имеет вид

3)

 

18. Электрическая цепь, в которой возможно возникновение резонанса токов, имеет вид

4)

19. Цепь находится в режиме резонанса, когда

1) I_L =I_C

20. Цепь находится в режиме резонанса, когда

1) U_L =U_C

 

21. Резонансные кривые , , имеют вид

1)

22. Зависимость полного сопротивления Z резонансного контура от частоты f имеет вид

3)

 

23.Зависимость полного сопротивления цепи Z от частоты f имеет вид

 

2)

24. Определить , известно:

2) 5 В

25. Определить , известно:

3) 5 В

26. Определить , известно:

2) 5 В

27. Определить, известно:

3) 5 В

28. Определить , известно:

4) 5 В

 

 

29. Определить , известно:

 

2) 10 В

 

 

30. Определить , известно:

 

1) 0 В

 

Трехфазные цепи. Основные понятия. Элементы трехфазных цепей.

1. Сопротивления Z_A, Z_B, Z_C симметричных трехфазных приемников принимают значения

 

2. Векторная диаграмма для фазных токов , , и напряжений , , в трехфазной цепи, при симметричной нагрузке активного характера

1)

 

3. Векторная диаграмма для фазных токов , , и напряжений , , в трехфазной цепи, при симметричной нагрузке активно-индуктивного характера

2)

4. Векторная диаграмма для фазных токов , , и напряжений , , в трехфазной цепи, при симметричной нагрузке активно-емкостного характера

3)

 

5. Характер изменения фазных токов, I_АВ , I_ВС , I_СА ,
если сгорит предохранитель линейного провода A

1) I _BC – не изменится

 

6. Активная мощность в трехфазной цепи при симметричной нагрузке

3) P = 3 cosj

7. Соотношение между линейными Uл, Iл и фазными Uф, Iф в трехпроводной цепи, при соединении симметричного потребителя звездой

1)

 

8. Соотношение между линейными Uл , Iл и фазными величинами Uф, Iф в трехпроводной цепи , при соединение симметричного потребителя треугольником

2)

9. Схема соединения потребителей звездой имеет вид

 

 

2)

10. Схема соединения потребителей треугольником имеет вид

 

1)

 

11. Характер изменения токов после замыкания ключа, при r = r =r =r

1) I_A– увеличится

 

12. Указать векторную диаграмму, для электрической цепи, в которой r = X_C

2)

13. Активная мощность трехфазного симметричного потребителя через линейные величины ,

 

14. Ток в нулевом проводе в трехфазной цепи, при несимметричной нагрузке и соединении потребителей в звезду

1) отличен от нуля

 

15. Векторная диаграмма для электрической цепи, при r=X_L

1)

16. Фазное напряжение в симметричной трехфазной системе, соединенной по схеме звезда, равно 127В. Определите линейное напряжение.

2) 220В

 

17. Симметричная нагрузка трехфазной цепи соединена треугольником. Линейное напряжение 380В. Определите фазное напряжение.

2) 380В

 

18. Каковы соотношения между линейными и фазными напряжениями (U_л, U_ф) и токами (I_л, I_ф) в симметричной нагрузке, соединенной по схеме «треугольник»?

3)

19. Симметричная нагрузка в трёхфазной цепи

3) Z_А=Z_В= Z_С

20. Как изменится мощность в трёхфазной нагрузке, если переключить её со «звезды» на «треугольник»?

3) Увеличится

 

21. Ток в нулевом проводе в трехфазной цепи при одинаковых линейных токах и соединении потребителей в звезду

1) равен нулю

 

22. Активная мощность трехфазного потребителя при симметричной нагрузке с фазным напряжением , фазным током , и фазовым сдвигом — между и , определяется как

 

23. Ток в нейтральном проводе симметричной трёхфазной цепи, если линейные токи IA =IB =IC =10 A

1) I_N=0 A

 

24. В симметричной трехфазной системе напряжений прямой последовательности вектор напряжения U_B сдвинут относительно вектора U_A на угол…

1)

25.В трехфазной цепи фазный ток I_a = 5 А, то линейный ток I_А равен…

1) 7А 2) 8,6 А 3) 2,8 А 4) 5 А

Дидактическая единица ГОС

«Анализ и расчет магнитных цепей»

 

Тема 1. Основные понятия теории электромагнитного поля и основные магнитные величины

 

1. Из представленных величин магнитное поле характеризуют…

1) H, B

 

2. Источник магнитного поля и магнитопровод из ферромагнитного материала, по которому замыкается магнитный поток …

1) магнитная система

3. Магнитные цепи бывают:

4) разветвлённые и неразветвлённые

однородные и неоднородные

симметричные и несимметричные

4. Абсолютная магнитная проницаемость:

2) отношение магнитной индукции к напряженности магнитного поля

5. Магнитной индукцией называется:

1) произведение магнитной проницаемости на напряженность магнитного поля

6. Напряженность магнитного поля:

3) отношение магнитной индукции к магнитной проницаемости

7. Вещества имеющие высокое значение магнитной проницаемости называются:

1) ферромагнетиками

8. Относительная магнитная проницаемость вакуума равна:

2) 1

9.Относительная магнитная проницаемость называется:

2) отношение абсолютной магнитной проницаемости к магнитной проницаемости вакуума

10. Железо, кобальт, никель относятся к материалам:

1) ферромагнитным

11. Если после намагничивания до состояния насыщения, убрать внешнее магнитное поле, то источником магнитного поля будет

1) остаточная намагниченность

12. Зависимость магнитной индукции в веществе от напряженности магнитного поля носит …

2) нелинейный характер

13. Однородный магнитный поток это:

1) произведение магнитной индукции на площадь поперечного сечения магнитопровода

14. Абсолютная магнитная проницаемость среды

1)

15.Магнитная индукция определяется формулой

1)

16. Магнитная напряженность среды …

1)

17. Относительная магнитная проницаемость среды

1)

18. Закон полного тока определяется формулой

1)

19. Магнитодвижущаяся сила катушки из w — витков

1)

20. Магнитным потоком Ф является величина…

1) 0,3·10^-3 Вб

21. Связь магнитного потока с индукцией магнитного поля записывается в виде…

1)

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? — задался я вопросом. ..

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот…

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между…

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам…

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Разница между активной и реактивной мощностью

Если для обеспечения надежной работы электрооборудования вы пришли к выводу о необходимости приобретения электрогенератора миниэлектростанции , стабилизатора напряжения или источника бесперебойного питания UPS , перво-наперво вам необходимо рассчитать мощность нагрузки, то есть суммарной мощности одновременно включаемого оборудования потребителей. Определение электрической мощности потребителей заключается в расчете общей полной суммарной электрической мощности всего подключаемого электрооборудования. Единицей измерения полной мощности выступает вольт-ампер ВА, VA. Поскольку основная часть потребители электроэнергии является устройствами переменного тока, то для подсчета их полной мощности используется концепция реактивной и активной мощности, которая в силу малости эффектов не актуальна для использующего постоянный ток электрооборудования.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Что такое активная и реактивная электроэнергия на счетчике
• Что такое активная и реактивная электроэнергия?
• Что такое активная, реактивная и полная мощность нагрузки стабилизатора?
• Активная и реактивная мощность. За что платим и работа
• Активная и реактивная мощность
• Активная, реактивная и полная (кажущаяся) мощности
• Активная, реактивная и полная мощности;
• Чем отличается активная мощность от реактивной
• ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Общие положения о реактивной мощности

Что такое активная и реактивная электроэнергия на счетчике

Мощность в цепи переменного тока также есть переменной величиной. Среднее ее значение. В цепи, где есть реактивное сопротивление возьмем для примера индуктивное значение мгновенной мощности равно:. Данное выражение показывает, что реактивная энергия содержит только переменную часть, которая изменяется с двойной частотой, а ее среднее значение равно нулю.

Если ток и напряжение имеют синусоидальную форму и сеть содержит элементы типа R-L или R-C, то в таких сетях кроме преобразования энергии в активном элементе R вдобавок еще и изменяется энергия электрического и магнитного полей в реактивных элементах L и C. Уравнение для S примет следующий вид. Как видим из графика, наличие индуктивной составляющей повлекло за собой появление отрицательной части в полной мощности заштрихованная часть графика , что снижает ее среднее значение.

Это происходит из-за фазового сдвига, в какой-то момент времени ток и напряжение находятся в противофазе, поэтому появляется отрицательное значение S. Активная составляющая сети выражается в ваттах Вт , а реактивная в вольт-амперах реактивных вар.

Полная мощность сети S, обусловлена номинальными данными генератора. Для генератора она обусловлена выражением:. Для нормальной работы генератора ток в обмотках и напряжение на зажимах не должны превышать номинальные значения I н , U н. Для генератора значения P и S одинаковы, однако все-таки на практике условились S выражать в вольт-амперах ВА.

Где S, P, Q — соответственно активное, реактивное и полное сопротивление сети. Если вспомнить теорему Пифагора, то из прямоугольного треугольника можно получить такое выражение:.

Реактивная составляющая в треугольнике является положительной Q L , когда ток отстает от напряжения, и отрицательной Q C , когда опережает:. Из чего следует что индуктивная и емкостная энергия взаимозаменяемы. То есть если вы хотите уменьшить влияние индуктивной части цепи, вам необходимо добавить емкость, и наоборот. Ниже пример данной схемы :. Чем ближе он к 1, тем больше полезной энергии потребляется из сети. В отличии от цепей постоянного тока, цепи переменного напряжения имеют три вида мощности — активная, реактивная, полная.

Активная энергия, как и в цепях постоянного тока, выполняет полезную работу. Реактивная — не выполняет ничего полезного, а только снижает КПД сети, греет провода, грузит генератор. Полная — сумма активной и реактивной, она равна мощности сети. Индуктивная составляющая реактивной энергии может быть скомпенсирована емкостной.

На практике в промышленности это реализовано в виде конденсаторных установок. Ваш e-mail не будет опубликован. Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев. Skip to content. Меню Главная Калькулятор Контакты. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Что такое активная и реактивная электроэнергия?

Передача энергии w по электрической цепи например, по линии электропередачи , рассеяние энергии, то есть переход электромагнитной энергии в тепловую, а также и другие виды преобразования энергии характеризуются интенсивностью, с которой протекает процесс, то есть тем, сколько энергии передается по линии в единицу времени, сколько энергии рассеивается в единицу времени. Интенсивность передачи или преобразования энергии называется мощностью р. Сказанному соответствует математическое определение:. Приняв начальную фазу напряжения за нуль, а сдвиг фаз между напряжением и током за , получим:. Итак, мгновенная мощность имеет постоянную составляющую и гармоническую составляющую, угловая частота которой в 2 раза больше угловой частоты напряжения и тока.

активная и реактивная мощность и электросчетчики Чем он меньше, тем больше разность фаз между током и напряжением и тем.

Что такое активная, реактивная и полная мощность нагрузки стабилизатора?

Активная и реактивная мощность Правила форума. Услышал на лекции и прочитал в книге что электро двигатель работающий в качестве генератора да и двигателя забирает из сети реактивную мощность, а отдаёт в неё активную а когда работает двигателем активную даёт на вал в виде «мех вращений». Посмотрев несколько видео про это явление также узнал что реактивная мощность это вредное явление и что с ним борются! И что получается что генератор в качестве двигателя переменного тока выступает что-то в роде санитара леса? Прошу подсказку чтобы создать законченный образ данного явления. Вернуться к началу. Это позволяет скомпенсировать индуктивную реактивную составляющую остальных потребителей асинхронных электродвигателей , и «выровнять косинус». Жан-Поль Сартр.

Активная и реактивная мощность. За что платим и работа

Одной из основных задач является задача обеспечения безопасности, в том числе и путем повышения надежности электроустановки и качества потребляемой электрической энергии. Среди мероприятий по оптимизации использования электроэнергии потребителем стоит выделить мероприятия направленные на повышение коэффициента мощности. В данном случае эти цифры свидетельствуют не только о экономии средств на потребляемую электроэнергию и о повышении энергоэффективности производства, но и о улучшении косвенного влияния на экологию путем экономии природных ресурсов и снижению затрат на оборудование. Само возникновение реактивной мощности, как понятия, обусловлено уровнем современного развития промышленности, а именно большим количеством электрических машин в современных сетях.

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация!

Активная и реактивная мощность

Мощностные характеристики установки или сети являются основными для большинства известных электрических приборов. Активная мощность проходящая, потребляема характеризует часть полной мощности, которая передается за определенный период частоты переменного тока. Активная и реактивная мощность может быть только у переменного тока, т. Стоит отметить, что как полная, так и активная характеристики могут измеряться в кВт и кВА, это зависит от параметров конкретного устройства и сети. В промышленных цепях чаще всего измеряется в килоВаттах. Электротехника используется активную составляющую в качестве измерения передачи энергии отдельными электрическими приборами.

Активная, реактивная и полная (кажущаяся) мощности

Общая зависимость электрической мощности от электрического тока и напряжения известна давно: это произведение. Помножим ток на напряжение — получим значение этой величины, потребляемой цепью из сети. Но на деле все может оказаться не так просто. Потому что, просто умножив напряжение на ток, мы получим значение полной мощности. Казалось бы — это то, что нужно! Ведь обычно нас интересует именно полное значение любой величины.

Еще раз про мощность: активную, реактивную, полную любого ИБП указаны полная мощность [кВА] и активная мощность [кВт] – они.

Активная, реактивная и полная мощности;

Активная, реактивная и полная мощность цепей синусоидального тока. Активная мощность. Единица измерения — ватт W, Вт.

Чем отличается активная мощность от реактивной

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Коэффициент мощности «косинус фи»

Содержание: Определение Смысл реактивной нагрузки Треугольник мощностей и косинус Фи Расчёты Ответы на популярные вопросы. Нагрузка электрической цепи определяет, какой ток через неё проходит. Если ток постоянный, то эквивалентом нагрузки в большинстве случаев можно определить резистор определённого сопротивления. Тогда мощность рассчитывают по одной из формул:. Последняя бывает только при переменном токе, например, в цепи синусоидального тока, именно такой есть у вас в розетках. В чем разница между активной и реактивной энергией мы расскажем далее простым языком, чтобы информация стала понятной для начинающих электриков.

Мощность в цепи переменного тока также есть переменной величиной. Среднее ее значение.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Что такое реактивная мощность и как с ней бороться.

Условия оплаты Доставка Гарантия Вопрос-ответ Где купить. Справочная информация. Статьи Вопрос-ответ Производители Сервисное обслуживание Скачать.

Преобразование энергии в электрической цепи.

Мгновенная, активная, реактивная и полная мощности синусоидального тока. (Лекция №7)

Передача энергии w по электрической цепи (например, по линии электропередачи), рассеяние энергии, то есть переход электромагнитной энергии в тепловую, а также и другие виды преобразования энергии характеризуются интенсивностью, с которой протекает процесс, то есть тем, сколько энергии передается по линии в единицу времени, сколько энергии рассеивается в единицу времени. Интенсивность передачи или преобразования энергии называется мощностью р. Сказанному соответствует математическое определение:

.

(1)

Выражение для мгновенного значения мощности в электрических цепях имеет вид:

.

(2)

Приняв начальную фазу напряжения за нуль, а сдвиг фаз между напряжением и током за , получим:

.

(3)

Итак, мгновенная мощность имеет постоянную составляющую и гармоническую составляющую, угловая частота которой в 2 раза больше угловой частоты напряжения и тока.

Когда мгновенная мощность отрицательна, а это имеет место (см. рис. 1), когда u и i разных знаков, т.е. когда направления напряжения и тока в двухполюснике противоположны, энергия возвращается из двухполюсника источнику питания.

Такой возврат энергии источнику происходит за счет того, что энергия периодически запасается в магнитных и электрических полях соответственно индуктивных и емкостных элементов, входящих в состав двухполюсника. Энергия, отдаваемая источником двухполюснику в течение времени t равна .

Среднее за период значение мгновенной мощности называется активной мощностью .

Принимая во внимание, что , из (3) получим:

.

(4)

Активная мощность, потребляемая пассивным двухполюсником, не может быть отрицательной (иначе двухполюсник будет генерировать энергию), поэтому , т.е. на входе пассивного двухполюсника . Случай Р=0, теоретически возможен для двухполюсника, не имеющего активных сопротивлений, а содержащего только идеальные индуктивные и емкостные элементы.

1. Резистор (идеальное активное сопротивление).

Здесь напряжение и ток (см. рис. 2) совпадают по фазе , поэтому мощность всегда положительна, т.е. резистор потребляет активную мощность

2. Катушка индуктивности (идеальная индуктивность)

При идеальной индуктивности ток отстает от напряжения по фазе на . Поэтому в соответствии с (3) можно записать
.

Участок 1-2: энергия , запасаемая в магнитном поле катушки, нарастает.

Участок 2-3: энергия магнитного поля убывает, возвращаясь в источник.

3. Конденсатор (идеальная емкость)

Аналогичный характер имеют процессы и для идеальной емкости. Здесь . Поэтому из (3) вытекает, что . Таким образом, в катушке индуктивности и конденсаторе активная мощность не потребляется (Р=0), так как в них не происходит необратимого преобразования энергии в другие виды энергии. Здесь происходит только циркуляция энергии: электрическая энергия запасается в магнитном поле катушки или электрическом поле конденсатора на протяжении четверти периода, а на протяжении следующей четверти периода энергия вновь возвращается в сеть. В силу этого катушку индуктивности и конденсатор называют реактивными элементами, а их сопротивления Х_L и Х_С , в отличие от активного сопротивления R резистора, – реактивными.

Интенсивность обмена энергии принято характеризовать наибольшим значением скорости поступления энергии в магнитное поле катушки или электрическое поле конденсатора, которое называется реактивной мощностью.

В общем случае выражение для реактивной мощности имеет вид:

(5)

Она положительна при отстающем токе (индуктивная нагрузка- ) и отрицательна при опережающем токе (емкостная нагрузка- ). Единицу мощности в применении к измерению реактивной мощности называют вольт-ампер реактивный (ВАр).

В частности для катушки индуктивности имеем:

, так как .

.

Из последнего видно, что реактивная мощность для идеальной катушки индуктивности пропорциональна частоте и максимальному запасу энергии в катушке. Аналогично можно получить для идеального конденсатора:

.

Полная мощность

Помимо понятий активной и реактивной мощностей в электротехнике широко используется понятие полной мощности:

.

(6)

Активная, реактивная и полная мощности связаны следующим соотношением:

.

(7)

Отношение активной мощности к полной называют коэффициентом мощности. Из приведенных выше соотношений видно, что коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением. Итак,

.

(8)

Комплексная мощность

Активную, реактивную и полную мощности можно определить, пользуясь комплексными изображениями напряжения и тока. Пусть , а . Тогда комплекс полной мощности:

,

(9)

где — комплекс, сопряженный с комплексом .

.

Комплексной мощности можно поставить в соответствие треугольник мощностей (см. рис. 4). Рис. 4 соответствует (активно-индуктивная нагрузка), для которого имеем:

Применение статических конденсаторов для повышения cos

Как уже указывалось, реактивная мощность циркулирует между источником и потребителем. Реактивный ток, не совершая полезной работы, приводит к дополнительным потерям в силовом оборудовании и, следовательно, к завышению его установленной мощности. В этой связи понятно стремление к увеличению в силовых электрических цепях.

Следует указать, что подавляющее большинство потребителей (электродвигатели, электрические печи, другие различные устройства и приборы) как нагрузка носит активно-индуктивный характер.

Если параллельно такой нагрузке (см. рис. 5), включить конденсатор С, то общий ток , как видно из векторной диаграммы (рис. 6), приближается по фазе к напряжению, т.е. увеличивается, а общая величина тока (а следовательно, потери) уменьшается при постоянстве активной мощности . На этом основано применение конденсаторов для повышения .

Какую емкость С нужно взять, чтобы повысить коэффициент мощности от значения до значения ?

Разложим на активную и реактивную составляющие. Ток через конденсатор компенсирует часть реактивной составляющей тока нагрузки :

;

(10)

;

(11)

.

(12)

Из (11) и (12) с учетом (10) имеем

,

но , откуда необходимая для повышения емкость:

.

(13)

Баланс мощностей

Баланс мощностей является следствием закона сохранения энергии и может служить критерием правильности расчета электрической цепи.

а) Постоянный ток

Для любой цепи постоянного тока выполняется соотношение:

(14)

Это уравнение представляет собой математическую форму записи баланса мощностей: суммарная мощность, генерируемая источниками электрической энергии, равна суммарной мощности, потребляемой в цепи.

Следует указать, что в левой части (14) слагаемые имеют знак “+”, поскольку активная мощность рассеивается на резисторах. В правой части (14) сумма слагаемых больше нуля, но отдельные члены здесь могут иметь знак “-”, что говорит о том, что соответствующие источники работают в режиме потребителей энергии (например, заряд аккумулятора).

б) Переменный ток.

Из закона сохранения энергии следует, что сумма всех отдаваемых активных мощностей равна сумме всех потребляемых активных мощностей, т.е.

(15)

В ТОЭ доказывается (вследствие достаточной громоздкости вывода это доказательство опустим), что баланс соблюдается и для реактивных мощностей:

,

(16)

где знак “+” относится к индуктивным элементам , “-” – к емкостным .

Умножив (16) на “j” и сложив полученный результат с (15), придем к аналитическому выражению баланса мощностей в цепях синусоидального тока (без учета взаимной индуктивности):

или

.

Литература

1. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.

Контрольные вопросы и задачи

1. Что такое активная мощность?
2. Что такое реактивная мощность, с какими элементами она связана?
3. Что такое полная мощность?
4. Почему необходимо стремиться к повышению коэффициента мощности ?
5. Критерием чего служит баланс мощностей?
6. К источнику с напряжением подключена активно-индуктивная нагрузка, ток в которой . Определить активную, реактивную и полную мощности.

Ответ: Р=250 Вт; Q=433 ВАр; S=500 ВА.

7. В ветви, содержащей последовательно соединенные резистор R и катушку индуктивности L, ток I=2 A. Напряжение на зажимах ветви U=100 B, а потребляемая мощность Р=120 Вт. Определить сопротивления R и XL элементов ветви.

Ответ: R=30 Ом; XL=40 Ом.

8. Мощность, потребляемая цепью, состоящей из параллельно соединенных конденсатора и резистора, Р=90 Вт. Ток в неразветвленной части цепи I1=5 A, а в ветви с резистором I2=4 A. Определить сопротивления R и XC элементов цепи.

Ответ: R=10 Ом; XС=7,5 Ом.

Активная, реактивная и полная мощности трёхфазной системы.

Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 84 из 106Следующая ⇒ В общем случае при напряжении , ток . Мгновенная мощность Средняя за период — активная мощность (Bт). Активная мощность (точнее — энергия) потребляется только активными сопротивлениями. Для каждого из них , а для всех . Сумма всех генерируемых активных мощностей равна сумме всех потребляемых мощностей. Электрические машины рассчитываются для определенных — номинальных значений напряжений и токов. Поэтому их характеризуют полной мощностью, определяемой как (ВА). Отношение называется коэффициентом мощности. Для лучшего использования электрооборудования желательно иметь cosj=1. Например, при Р=10000 кВт и cosj=0.7 генератор должен быть рассчитан на S = P/cosj=14300кВА. При cosj=1 он должен быть рассчитан на S = 10000 кВА. Для уменьшения потерь в линии передачи также желателен высокий коэффициент мощности, так как потери в линии Чем ниже коэффициент мощности, тем дороже обходится энергоснабжение. Основной путь повышения cosj — нормальная загрузка электрооборудования. Так для асинхронного двигателя при холостом ходе сosjxx= 0.2 — 0.3, а при номинальной нагрузке — cos jH = 0.85 — 0.9. При одном и том же токе нагрузки (и напряжении) повышение cosj ведет к возрастанию отдаваемой активной мощности, так как . Повышение cosj при одной и той же активной мощности ведет к уменьшению тока нагрузки, т.е. к лучшему использованию генератора. Активная мощность является мерой механической загрузки машины и определяет работу за единицу времени. Реактивная мощность (вар) является мерой энергии, колеблющейся в цепи между генератором и приемником. Принято считать реактивную мощность индуктивности положительной, а емкости — отрицательной. Поэтому емкость часто называют «генератором» реактивной мощности. Желательно уменьшение реактивной мощности, так как это снижает необходимую полную мощность генератора , а также потери энергии в линии передачи . Реактивная мощность может быть определена и по элементам. Для каждого из них , а для всех , где Xk для индуктивности положительно, а для емкости — отрицательно. Сумма всех генерируемых реактивных мощностей равна сумме всех потребляемых . За время t цепью потребляется активная энергия или — при постоянной мощности. [Wa] = Вт. с., чаще Вт.ч. По аналогии определяется реактивная энергия или — при постоянной мощности. (вар.ч.). Улучшение коэффициента мощности может быть достигнуто и искусственным путем. Для этого параллельно нагрузке включается емкость. Из векторной диаграммы следует: . Но . Тогда . Улучшение cosj достигается при этом за счет обмена энергией между емкостью и индуктивностью: ⇐ Предыдущая79808182838485868788Следующая ⇒ Читайте также:  Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Рынок недвижимости. Сущность недвижимости Решение задач с использованием генеалогического метода История происхождения и развития детской игры 

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-30; просмотров: 225; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.005 с.)

Режим гармонических колебаний. Частотные характеристики

Активной мощностьюPв электрической цепи при периодических процессах называют среднее значение мощности за полный период:

                                                      (1. 28)

где р = ui –мгновенная мощность.

Если напряжение u на зажимах цепи и ток i в цепи являются синусоидальными функциями времени:  , то

Учитывая, что , получаем выражение для активной мощности при синусоидальном процессе:

^.

Множитель cosφназывают коэффициентом мощности. Так как , то . Только в предельном случае, когда φ = 0 и cosφ = 1, имеем . В другом предельном случае, когда  и cosφ = 0, имеем P= 0.

Электрические машины, трансформаторы и другие электротехнические устройства рассчитывают на определенное номинальное напряжение U, обусловленное изоляцией этих устройств, и на определенный номинальный ток , обусловленный нагревом проводников этих устройств. Соответственно, наивысшее использование генерирующих и преобразующих электромагнитную энергию устройств будет в случае, когда коэффициент мощности приемников, на которые они работают, равен единице.

Максимальное приближение к единице коэффициента мощности предприятий, являющихся приемниками энергии, может быть осуществлено путем рационального конструирования оборудования этих предприятий, а также рациональной организацией их работы, например максимальной загрузкой двигателей, так как при холостом ходе cosφ двигателей обычно низок.

Так как обычно для предприятий φ > 0 и, следовательно, ток имеет индуктивный характер, то радикальной мерой повышения cosφ может быть установка на этих предприятиях конденсаторов, включаемых параллельно другим устройствам.

Из диаграммы на рис. 1.7 имеем ,и из диаграммы на рис. 1.12 получаем . Следовательно, для активной мощности можем написать следующие выражения:

                                                    (1.29)

Величину S= UIназывают полной мощностью. Смысл введения понятия полной мощности ясен из сказанного выше. Если под Uи I понимать номинальные значения, т.е. допускаемые при номинальном режиме действующие значения напряжения и тока электрической машины, трансформатора или других преобразователей энергий, то произведение S= UIдает наибольшую возможную активную их мощность при наиболее благоприятных условиях, т.е. при cosφ = 1.

Имеем следующие выражения для полной мощности:

Вводят в рассмотрение еще так называемую реактивную мощность Q = UIsinφ.

Практическое значение введения понятия реактивной мощности вытекает, напр­имер, из следующего. Обычный счетчик энергии дает значение энергии, отданной приемнику за некоторый промежуток времени . Эту энергию можно записать в форме

Если заметное изменение Р происходит только за большое число периодов Т тока и если, соответственно,  во много раз превосходит Т. Однако показания такого счетчика не дают возможности судить о том, при каком коэффициенте мощно­сти cosφ работает потребитель энергии. Такая оценка возможна, если наряду с обычным счетчиком, показывающим действительную энергию, передаваемую приемнику, включить на зажимы приемника счетчик, показывающий величину интеграла реактивной мощности Q за тот же промежуток времени :

Очевидно, чем больше показание этого счетчика по сравнению с показанием обычного счетчика, тем ниже среднее значение cosφ приемника за рассматриваемый промежуток времени.

Величину Р можно измерить с помощью обычного ваттметра, а величину Q – с помощью специально предназначенного для этой цели электроизмерительного прибора. Зная Р и Q, можно определить sinφ и cosφ потребителя энергии в момент измерения. Однако представляет интерес именно знать характер работы потребителя за длительный промежуток времени. С этой целью и используются счетчики, дающие названные интегральные величины.

Понятием реактивной мощности Q широко пользуются также при расчете электрических сетей переменного тока.

Из диаграммы на рис. 1.7 имеем , и из диаграммы рис. 1.12 получаем . Следовательно, для реактивной мощности существуют выражения:

                                                     (1.30)

Для приемников энергии Р и Sвсегда положительны, но реактивная мощность Q положительна лишь при φ>0, т.е. для индуктивных цепей, а при φ<0, т.е. для емкостных цепей, она отрицательна.

При , например, для конденсаторов или катушек без потерь, абсолютное значение реактивной мощности совпадает с полной мощностью.

Понятие активной мощности как средней за период Т мощности справедливо для любых периодических напряжений и токов определенной частоты f = 1/Т и не обязательно синусоидальных. Понятие же реактивной мощности Q в виде , так же как и выражение активной мощности в форме Р = UIcosφ, справедливо лишь при синусоидальном процессе.

При выводе всех вышеприведенных соотношений предполагалось, что на зажимах цепи действует напряжение U. Если предположить, что к зажимам цепи подключен идеальный источник синусоидальной ЭДС, имеющей действующее значение Е, то все соотношения останутся в силе с заменой Uна Е, например:

Описание параметра «Полная мощность» — Профсектор

Полная выходная мощность стабилизатора (VA) определяет максимальную величину мощности подключаемой к нему нагрузки.

Выбор стабилизатора напряжения по мощности.

При выборе стабилизатора необходимо учитывать:

1. суммарную мощность подключенной нагрузки — выходная мощность стабилизатора должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой.

Немного теории.

Полная мощность (S) состоит из активной мощности (P) и реактивной мощности (Q).

Связь между мощностями следующая:

• S — измеряется в вольт-амперах (ВА, VA)
• P — измеряется в ваттах (Вт, W)
• Q — измеряется в варах (Вар, var)

Существуют электроприборы, которые потребляют только активную мощность. Это любые нагревательные приборы (тэны, утюги, чайники и т.д.), лампы накаливания и т.д. Они не потребляют реактивную мощность, поэтому при выборе стабилизаторов для таких приборов можно учитывать в расчетах, что полная мощность равна активной мощности, S(VA)=P(W).

Также существуют электроприборы, которые потребляют не только активную мощность, но и реактивную мощность. Это электродвигатели, дроссели, трансформаторы и т.д.
Для расчета полной мощности для таких устройств используют специальный коэффициент мощности, cos (φ).
Формула расчет будет выглядеть следующим образом:

Cos (φ) определен для большинства типов оборудования и обычно он пишется на шильдике соответствующего прибора.  В тех случаях, когда нет возможности узнать значение cos (φ), примерный расчет производится с коэффициентом 0,75.

Примерные мощности электроприборов и их коэффициенты cos (φ) приведены в таблице.

Электроприборы	Мощность, Вт	cos (φ)		Электроприборы	Мощность, Вт	cos (φ)
Электроплита	1200 — 6000	1		Бойлер	1500 — 2000	1
Обогреватель	500 — 2000	1		Компьютер	350 — 700	0. 95
Пылесос	500 — 2000	0.9		Кофеварка	650 — 1500	1
Утюг	1000 — 2000	1		Стиральная машина	1500 — 2500	0.9
Фен	600 — 2000	1		Электродрель	400 — 1000	0.85
Телевизор	100 — 400	1		Болгарка	600 — 3000	0.8
Холодильник	150 — 600	0.95		Перфоратор	500 — 1200	0.85
СВЧ-печь	700 — 2000	1		Компрессор	700 — 2500	0.7
Электрочайник	1500 — 2000	1		Электромоторы	250 — 3000	0.7 — 0.8
Лампы накаливания	60 — 250	1		Вакуумный насос	1000 — 2500	0. 85
Люминисцентные лампы	20 — 400	0.95		Электросварка (дуговая)	1800 — 2500	0.3 — 0.6

2. пусковые токи — все электроприборы, в состав которых входит двигатели или дроссели в момент запуска потребляют в несколько раз больше мощности чем в рабочем режиме. В таких случаях полную мощность данного оборудования рассчитывают путем умножения потребляемой мощности (указана в паспорте прибора) на кратность пусковых токов (обычно 3-7).

3. запас мощности — чтобы увеличить срок службы стабилизатора, рекомендуется предусмотреть 20%-ный запас мощности. Таким образом, режим работы стабилизатора будет более «щадящим», а при необходимости можно будет подключить дополнительные электроприборы.

4. влияние входного напряжения на мощность — при уменьшении входного напряжения, уменьшается мощность стабилизатора. Данная зависимость приведена на графике.

Примечание. В соответствии с международными, а также отечественными отраслевыми стандартами производителей автотрансформаторных стабилизаторов максимальная мощность устройства нормируется для входного напряжения 190В или для разности входного и выходного напряжений 30В.

ВНИМАНИЕ! Большинство аварий стабилизаторов, возникает от перегрузки по мощности при снижении выходного напряжения до величины менее минимально допустимой, обычно это 150…160 В

Активная, реактивная и полная мощность

В этом блоге мы разберемся с концепцией активной, реактивной и полной мощности. Мы также будем изучать мгновенную мощность. Мы также увидим, как активная, реактивная и кажущаяся мощности связаны друг с другом, что объясняется треугольником мощности. Итак, в конце этого блога мы изучим треугольник власти. Поэтому в этом блоге есть о чем рассказать. Итак, начнем.

Для инженера-электрика очень важно иметь знания об активной, реактивной и полной мощности, поскольку эта тема является одним из строительных блоков энергосистемы.

Активная, реактивная и кажущаяся мощность учитываются только в случае цепей переменного тока, а не в случае цепей постоянного тока, потому что все мы знаем, что формы сигналов напряжения и тока синусоидальны в случае цепей переменного тока.

Вот почему мы изучаем активную, реактивную и полную мощность в цепях переменного тока, а не в цепях постоянного тока. В цепях постоянного тока мы изучаем мощность постоянного тока.

Прежде чем изучать активную, реактивную и полную мощность, мы должны знать, что такое мгновенная мощность?

МГНОВЕННАЯ МОЩНОСТЬ

Мощность, измеряемая в определенный момент времени, называется Мгновенная мощность.

(ИЛИ)

Произведение напряжения и тока в определенный момент времени известно как Мгновенная мощность.

Чтобы понять концепцию мгновенной мощности, давайте рассмотрим форму волны некоторой цепи, показанной на диаграмме ниже.

в мгновенном T ₁

P ₁ = V ₁ (+VE) * I ₁ (-Ve) = -в

Мгновенная мощность P ₁ At Anstant T T. T. T. Astant T T T T. ₁ отрицательный.

в мгновенном T ₂

P ₂ = V ₂ (+VE) * I ₂ (+VE) = +VE

Мгновенная мощность P ₂ At Anstant T T T. Astant T T T. Astant T T T. T. Astant T T T. T. Astant T T. ₂ положительный.

Из приведенного выше примера мы можем сказать, что

• Мгновенная мощность иногда может быть как положительной, так и отрицательной.

Что такое положительная сила и отрицательная сила?

Положительная мощность

Когда мощность течет от источника к нагрузке в цепи, мощность называется Положительной мощностью.

Отрицательная мощность

В некоторых ситуациях мощность может передаваться от нагрузки к источнику. В этом случае мощность известна как Negative Power.

• Отрицательная мощность индуцируется в цепи в случае индуктивной нагрузки, емкостной нагрузки и при наличии некоторых нелинейных устройств, таких как выпрямительный мост.

АКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ

Чтобы понять концепцию активной мощности, давайте возьмем пример чисто резистивной цепи.

На электрической схеме чисто резистивная нагрузка питается от источника переменного тока с напряжением В и током в цепи В.0013 I.

В случае чисто резистивной нагрузки напряжение и ток остаются в одной фазе, как показано на векторной диаграмме. Это означает, что сигналы напряжения и тока одновременно достигают своего положительного и отрицательного пика, и оба сигнала пересекают нулевое значение в один и тот же момент времени, и это можно проверить на формах сигналов, приведенных ниже.

Теперь мы увидим полярность мгновенной мощности в разные моменты времени.

В момент t ₁

P ₁ = V ₁ (+ve) * I ₁ (+ve) = +ve

At instant t ₂

P ₂ = V ₂ (-ve) * I ₂ (-ve) = +ve

Следовательно, в случае чисто резистивной нагрузки мощность всегда положительна в каждый момент времени, что означает, что мощность всегда течет от источника к нагрузке. Этот тип мощности известен как Active Power.

Свойства активной мощности

• Активная мощность всегда положительна.
• Активная мощность не меняет своего направления, как видно на графике.
• Всегда течет от источника к нагрузке.
• Активная мощность всегда отвечает за полезную работу, например: свет, звук, движение и т. д.
• Обозначается буквой «P» и измеряется в «Ваттах».
• Активная мощность определяется соотношением 9{ \circ } }\)
• \(\Rightarrow P=VI\quad Watts\)

РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ

Мы поймем понятие реактивной мощности с помощью чисто индуктивной цепи.

На принципиальной схеме чисто индуктивная нагрузка питается от источника переменного тока с напряжением В и током в цепи л.

В случае чисто индуктивной нагрузки ток отстает от напряжения питания на 90 ^o , как показано на векторной диаграмме.

Это означает, что кривая тока достигает своего положительного пика, отрицательного пика и пересекает нулевое значение 90 ^o после кривой напряжения. Ниже приведены формы сигналов напряжения, тока и мощности для чисто индуктивной нагрузки.

Теперь мы увидим полярность мгновенной мощности в разные моменты времени.

В момент t ₁

P ₁ = V ₁ (+ve) * I ₁ (-Ve) = -VE

в мгновенном T ₂

P ₂ = V ₂ (-В) * I ₂ (-V) = +VE VE

Следовательно, в случае чисто индуктивной нагрузки мощность бывает как положительной, так и отрицательной. Это означает, что мощность движется вперед и назад между источником и нагрузкой точно так же, как маятник, не совершая никакой полезной работы в системе. Этот тип мощности известен как реактивная мощность .

Теперь посмотрим, что происходит в случае чисто емкостной нагрузки .

В случае чисто емкостной нагрузки ток опережает напряжение на 90 ^o , что означает, что кривая тока достигнет своего положительного пика, отрицательного пика и нулевого значения 90 ^o раньше, чем кривая напряжения. Диаграмма вектора и формы сигналов для чисто емкостной нагрузки приведены ниже.

На осциллограмме мощности видно, что мощность бывает положительной и отрицательной, что означает, что мощность колеблется между источником и нагрузкой, не совершая никакой полезной работы. Этот тип мощности известен как Реактивная мощность.

Если мы внимательно понаблюдаем за формами сигналов мощности как в случае чисто индуктивной, так и чисто емкостной нагрузки, мы обнаружим, что величина положительной и отрицательной мощности точно такая же.

Следовательно, средняя мощность при чисто индуктивной нагрузке и чисто емкостной нагрузке равна нулю.

Почему при индуктивных и емкостных нагрузках мощность течет туда-сюда?

Во время положительного полупериода, когда мощность положительна, т. е. мощность течет от источника к нагрузке, конденсатор накапливает энергию в виде электрического поля.

Во время отрицательного полупериода электрическое поле конденсатора разрушается, и вся энергия, накопленная в конденсаторе, возвращается к источнику, и мощность начинает течь от нагрузки к источнику. Таким образом, мы получаем отрицательную мощность.

Аналогично, в случае индуктивной нагрузки, во время положительного полупериода, когда мощность положительна, т.е. мощность течет от источника к нагрузке, индуктор накапливает энергию в виде магнитного поля.

Во время отрицательного полупериода магнитное поле катушки индуктивности разрушается, и вся энергия, запасенная в катушке индуктивности, высвобождается и возвращается к источнику, после чего мощность начинает течь от нагрузки к источнику. Таким образом, мы получаем отрицательную мощность.

Таким образом, мощность течет туда и обратно в случае индуктивной и емкостной нагрузки.

Свойства реактивной мощности

• Реактивная мощность бывает как положительной, так и отрицательной.
• Он колеблется между источником и нагрузкой, не совершая никакой полезной работы.
• Реактивная мощность обозначается буквой «Q» и измеряется в «ВАр» (реактивный вольт-ампер).
• Наводится в цепи индуктивной нагрузкой, емкостной нагрузкой и при наличии нелинейных устройств. 9{ \circ } }\)
• \(\Rightarrow Q=VI\quad VAR\)

ПОЛНАЯ МОЩНОСТЬ

Случаи, которые мы видели до сих пор (чисто резистивный, чисто индуктивный емкостная нагрузка) являются стандартными случаями.

На самом деле, большинство нагрузок, которые мы используем в нашей повседневной жизни (например, электрический вентилятор, электрический утюг, асинхронный двигатель и т. д.), представляют собой комбинацию резистивной и индуктивной нагрузки. Некоторые нагрузки также могут быть комбинацией резистивной и емкостной нагрузки, но большинство бытовых и промышленных нагрузок представляют собой смесь резистивной и индуктивной нагрузки.

Общая схема для комбинации резистивной и индуктивной нагрузки показана на схеме.

Резистивный компонент потребляет активную мощность, а индуктивный компонент потребляет реактивную мощность. Таким образом, общая мощность, отдаваемая источником, представляет собой комбинацию активной и реактивной мощности, и эта мощность известна как полная мощность .

В случае комбинации резистивной и индуктивной нагрузки ток отстает от напряжения питания на угол \(\phi\), что означает, что форма кривой тока достигнет своего положительного пика, отрицательного пика и нулевого значения с фазовой задержкой \( \phi\) из кривой напряжения.

Диаграмма вектора и формы сигналов для смеси резистивной и индуктивной нагрузки приведены ниже.

На диаграмме формы сигнала видно, что мощность бывает положительной и отрицательной из-за наличия в цепи активной и реактивной мощности. Кроме того, величина положительной мощности больше, чем величина отрицательной мощности.

Следовательно, средняя мощность в этом случае не будет равна нулю и, следовательно, мы получим некоторую мощность из системы. Но в этом случае средняя мощность меньше по сравнению со средней мощностью чисто резистивной цепи.

Свойства полной мощности

• Полная мощность представляет собой комбинацию активной и реактивной мощностей.
• Обозначается буквой «S».
• Полная мощность измеряется в «Вольт-Ампер».
• Полная мощность определяется соотношением
  • \(S=VI\)
• Если известны значения активной мощности (P) и реактивной мощности (Q), то полную мощность можно рассчитать по соотношению 9{ 2 }\)

ТРЕУГОЛЬНИК МОЩНОСТИ

Треугольник мощности – это прямоугольный треугольник, показывающий взаимосвязь между активной, реактивной и полной мощностью.

Основание, нормаль и гипотенуза прямоугольного треугольника представляют соответственно активную, реактивную и полную мощность.

Чтобы получить треугольник мощности, мы будем использовать векторную диаграмму смеси резистивной и емкостной нагрузки.

В случае сочетания резистивной и емкостной нагрузки ток опережает напряжение питания на некоторый угол \(\phi\) . Теперь ток можно разложить на две перпендикулярные составляющие, равные

• \(I\cos { \phi }\) = Составляющая тока (I), синфазная с напряжением питания (В).
  • \(I\cos { \phi }\) известен как Активная или ваттная составляющая тока (I)
• \(I\sin { \phi }\) = Составляющая тока (I), что на 90 ^o не совпадает по фазе с напряжением питания (V).
  • \(I\sin { \phi }\) известен как Реактивная или бесплетная составляющая тока (I) 9{ 2 }\)

    Часы активной, реактивной и полной мощности

    Подробнее

    Коммутационное оборудование и защита

    Системы управления и типы системы управления Активная и полная мощность

    3

    В цепи переменного тока полная потребляемая мощность называется полной мощностью. Треугольник мощности — это представление прямоугольного треугольника, показывающее соотношение между активной мощностью, реактивной мощностью и полной мощностью.

    Почти все электрические нагрузки работают на переменном токе (AC). Каждая нагрузка имеет свое сопротивление. Кроме того, некоторые нагрузки имеют индуктивное сопротивление, некоторые имеют емкостное сопротивление, а некоторые имеют как индуктивное, так и емкостное сопротивление. Сопротивление и реактивные сопротивления вместе называются импедансом, но это не алгебраическая сумма обоих.

    Полное сопротивление представляет собой векторную сумму сопротивления и реактивного сопротивления, которая имеет величину (Z) и фазовый угол (Φ). Общее сопротивление нагрузки определяет, сколько активной и реактивной мощности она потребляет. Понятия активной, реактивной и полной мощности могут быть трудны для понимания. Представленная ниже информация может помочь вам в их понимании.

    Действительная мощность

    Действительная мощность — это мощность, потребляемая резистивной частью цепи. Оно такое же, как и у мощности в цепи постоянного тока. Реальная мощность совершает реальную работу в электрической цепи. Она также известна как истинная мощность, активная мощность или полезная мощность. Реальная мощность измеряется в ваттах (Вт) и обозначается буквой P.

    Цепь только с сопротивлениями не создает разности векторов между формами сигналов напряжения и тока (Φ = 0). Вся мощность, поступающая на сопротивление, рассеивается в виде тепла, света или некоторой работы. Ламповые нагрузки и электрические нагреватели являются примерами резистивной нагрузки. Таким образом, мощность, потребляемая сопротивлением, является реальной мощностью, которая, по сути, представляет собой среднюю мощность схемы.

    Всегда рассчитывается как

       

    , где R – общий резистивный компонент цепи. V и I являются среднеквадратичными значениями напряжения и тока соответственно.

    Реактивная мощность

    Реактивная мощность не выполняет никакой полезной работы в цепи. Это мощность, которая течет между источником и нагрузкой. Реактивная мощность связана с реактивными элементами, такими как катушки индуктивности и конденсаторы.

    Катушки индуктивности потребляют реактивную мощность, тогда как конденсаторы генерируют реактивную мощность. Следовательно, оба элемента сохраняют и возвращают мощность обратно к источнику, не потребляя реальную мощность. Ее также называют мнимой мощностью или безваттной мощностью. Он производит фазовый сдвиг между формами напряжения и тока.

    Реактивная мощность всегда рассчитывается как

       

    , где X — это общая реактивная составляющая (реактивное сопротивление) цепи. В чисто реактивной цепи векторы напряжения и тока на 90 ⁰ не совпадают по фазе. Следовательно, реактивная мощность становится равной

       

    Реактивная мощность представляет собой произведение вольт и ампер, которые не совпадают по фазе друг с другом на угол Φ.

    Полная мощность

    В цепях переменного тока мощность, подаваемая на нагрузку, состоит из двух компонентов, как обсуждалось выше. Один из них — это реальная мощность (P), рассеиваемая сопротивлением, а другой — реактивная мощность (P), подводимая к реактивному сопротивлению. В результате кривые напряжения и тока не имеют одинаковый путь. Но между ними существует фазовый сдвиг.

    Активная мощность и реактивная мощность могут быть представлены в комплексной форме и поэтому называются комплексной мощностью. Она задается как

       

       

    В приведенном выше уравнении действительная часть (P) обозначает реальную мощность, а мнимая часть (Q) обозначает реактивную мощность. Это не алгебраическая сумма реальной и реактивной мощностей, а векторная сумма P и Q. Ее единица выражается в вольт-амперах.

    Полная мощность представляет собой абсолютное значение комплексной мощности. Это дается как,

       

    Полная мощность — это общая мощность или потребность в цепи переменного тока. Произведение среднеквадратичного значения напряжения переменного тока (V) и тока (I), протекающего по цепи, называется полной мощностью. Его единицей измерения является вольт-ампер, обозначенный символом S.

    Полная мощность рассчитывается как с помощью прямоугольного треугольника. Он показывает векторную сумму активной и реактивной мощности в виде треугольника мощности, как показано ниже.

    На приведенном выше рисунке реальная, реактивная и полная мощность составляют стороны треугольника соответственно. Прилегающая сторона представляет собой действительную мощность, противоположная сторона представляет собой реактивную мощность, а гипотенуза представляет собой полную мощность. Φ — фазовый угол, образованный реальной мощностью и полной мощностью.

    Если фазовый угол больше, значит схема потребляет больше реактивной мощности. Например, если фазовый угол Φ равен 0 ⁰ , значение коэффициента мощности cos Φ = 1 означает, что цепь является чисто резистивной. Для фазового угла 25 ⁰ , коэффициент мощности cos Φ становится равным 0,906, цепь становится более резистивной и менее реактивной. Если значение Φ равно 75 ⁰ , коэффициент мощности становится равным 0,258, цепь становится более реактивной и менее резистивной. Наконец, если фазовый угол становится равным 90 ⁰ , коэффициент мощности становится равным cos Φ = 0, это означает, что цепь является чисто реактивной (индуктивной).

    Из треугольника мощности можно сделать следующие вычисления:

       

       

       

         

       

       

    Из треугольника мощности следует, что при коэффициенте мощности cos Φ цепи переменного тока требуется общая мощность S кВА для выполнения полезной работы P кВт.

    Коэффициент мощности

    В цепи переменного тока коэффициент мощности играет жизненно важную роль. Это фактор, который определяет количество реальной мощности, протекающей в цепи. Коэффициент мощности представляет собой косинус угла между осциллограммами напряжения и тока.

    Определяется как отношение реальной мощности, поглощаемой нагрузкой, к полной мощности, протекающей по цепи. Его значение лежит между 0 и 1 и не имеет единицы измерения.

    Коэффициент мощности определяется по формуле

       

       

    Коэффициент мощности также можно определить по соотношению сопротивления и импеданса.

       

    Решенная задача

    Катушка индуктивности с сопротивлением 10 Ом и индуктивностью 50 мГн подключена к источнику питания 220 В, 50 Гц. Рассчитайте текущую, активную мощность, реактивную мощность и полную мощность. Нарисуйте треугольник силы.

    Дано . V = 220 В, f = 50 Гц, R = 10 Ом, L = 50 мГн

    Раствор .

    Чтобы найти полное сопротивление в цепи, определим индуктивное реактивное сопротивление. Это дано по мере, как

    Ток через катушку IS,

    Коэффициент мощности приведен,

    Реальная мощность или активная мощность дается, так как

    Реактивная мощность дается Реактивная мощность. как,

       

    Полная мощность определяется как

       

    Треугольник мощности для данной задачи изображен ниже: 1,3964 кВт полезной работы.

    • Facebook
    • Twitter
    • LinkedIn
    • Копия ссылка
    • Электронная почта

    • 8
    • .0611 Печать
    • Дополнительно

    11.2: Истинная, реактивная и полная мощность

    1. Последнее обновление

    2. Сохранить как PDF

  • Идентификатор страницы

    1448

  • Тони Р. Купхальдт
  • Schweitzer Engineering Laboratories через All About Circuits

  Реактивная мощность

  Мы знаем, что реактивные нагрузки, такие как катушки индуктивности и конденсаторы, рассеивают нулевую мощность, но тот факт, что они падают по напряжению и потребляют ток, создает обманчивое впечатление, что они на самом деле рассеивают мощность. Эта «фантомная мощность» называется реактивной мощностью и измеряется в единицах измерения Вольт-ампер-реактивная (ВАР), а не в ваттах. Математический символ реактивной мощности — (к сожалению) заглавная буква Q.

  Истинная мощность

  Фактическое количество энергии, используемой или рассеиваемой в цепи, называется истинной мощностью и измеряется в ваттах (как всегда обозначается заглавной буквой P).

  Полная мощность

  Комбинация реактивной мощности и активной мощности называется полной мощностью и является произведением напряжения и тока в цепи без учета фазового угла. Полная мощность измеряется в единицах Вольт-Ампер (ВА) и обозначается заглавной буквой S.

  Расчет реактивной, истинной или полной мощности

  Как правило, истинная мощность является функцией рассеивающих элементов цепи, обычно сопротивлений (R). Реактивная мощность зависит от реактивного сопротивления цепи (X). Полная мощность является функцией полного сопротивления цепи (Z). Поскольку мы имеем дело со скалярными величинами для расчета мощности, любые сложные начальные величины, такие как напряжение, ток и импеданс, должны быть представлены их полярными величинами , а не реальными или мнимыми прямоугольными компонентами. Например, если я вычисляю истинную мощность по току и сопротивлению, я должен использовать для тока полярную величину, а не просто «реальную» или «мнимую» часть тока. Если я вычисляю полную мощность по напряжению и импедансу, обе эти ранее сложные величины должны быть приведены к их полярным величинам для скалярной арифметики.

  Существует несколько уравнений мощности, связывающих три типа мощности с сопротивлением, реактивным сопротивлением и импедансом (все используют скалярные величины):

  Обратите внимание, что для расчета истинной и реактивной мощности существует по два уравнения. Имеются три уравнения для расчета кажущейся мощности, при этом P=IE подходит только для этой цели. Изучите следующие схемы и посмотрите, как взаимодействуют эти три типа мощности: чисто резистивная нагрузка на рисунке ниже, чисто реактивная нагрузка на рисунке ниже и резистивная/реактивная нагрузка на рисунке ниже.

  Только резистивная нагрузка

  Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для чисто резистивной нагрузки.

  Только реактивная нагрузка

  Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для чисто реактивной нагрузки.

  Резистивная/реактивная нагрузка

  Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для резистивной/реактивной нагрузки.

  Треугольник мощности

  Эти три типа мощности — истинная, реактивная и кажущаяся — соотносятся друг с другом в тригонометрической форме. Мы называем это треугольник силы : (рисунок ниже).

  
  Треугольник мощности, связывающий кажущуюся мощность с активной и реактивной мощностью.

  Используя законы тригонометрии, мы можем найти длину любой стороны (количество любой степени), зная длины двух других сторон или длину одной стороны и угол.

  Обзор

  • Мощность, рассеиваемая нагрузкой, называется истинной мощностью . Истинная мощность обозначается буквой P и измеряется в ваттах (Вт).
  • Мощность, просто поглощаемая и возвращаемая в нагрузку из-за ее реактивных свойств, обозначается как реактивная мощность . Реактивная мощность обозначается буквой Q и измеряется в единицах вольт-ампер-реактивная (ВАр).
  • Общая мощность в цепи переменного тока, как рассеиваемая, так и поглощаемая/возвращаемая, обозначается как полная мощность . Полная мощность обозначается буквой S и измеряется в вольт-амперах (ВА).
  • Эти три вида силы тригонометрически связаны друг с другом. В прямоугольном треугольнике P = смежная длина, Q = противоположная длина и S = ​​длина гипотенузы. Противоположный угол равен фазовому углу импеданса цепи (Z).

  ---

  Эта страница под названием 11.2: Истинная, реактивная и кажущаяся мощность распространяется в соответствии с лицензией GNU Free Documentation License 1.3 и была создана, изменена и/или курирована Тони Р. Купхалдтом (Все о цепях) через исходное содержимое, которое было отредактировано. к стилю и стандартам платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

  1. Наверх
  • Была ли эта статья полезной?

  1. Тип изделия

     Раздел или Страница

     Автор

     Тони Р. Купхалдт

     Лицензия

     ГНУ ФДЛ

     Версия лицензии

     1,3

  2. Теги

     1. полная мощность
     2. реактивная мощность
     3. источник@https://www. allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current
     4. истинная сила

  Каково точное значение реактивной и полной мощности? Мы говорим, что они поставляются или потребляются?

  Спросил 2 года, 2 месяца назад

  Модифицированный 2 года, 2 месяца назад

  Просмотрено 161 раз

  \$\начало группы\$

  (Следующее сомнение из темы Анализ синусоидальных установившихся состояний электрических цепей )

  Я понимаю значение реальной мощности — это средняя мощность, потребляемая (или отдаваемая) элементом в цепи . Но я не понимаю, что такое реактивная мощность ? Из разговоров с людьми я понял, что это не имеет реального значения, это некоторая величина, определенная для облегчения процесса анализа цепей. Является ли это мое понимание неправильным? Если это неправильно, могу ли я узнать ТОЧНОЕ значение этого? Поняв смысл и значение реактивной мощности, могу ли я также узнать значение и значение полная мощность ?

  Кроме того, просмотрите изображение ниже:

  На следующем рисунке «Элемент» может быть чем угодно — источником напряжения, источником тока, резистором, импедансом и т. д.

  Так что я также не могу комфортно члены поставляли и потребляли в случае полной и реактивной мощностей. Если кто-то может помочь мне понять мои сомнения, это было бы очень полезно! Было бы также полезно, если бы были предоставлены ссылки на некоторые полезные материалы для чтения. Благодарю вас!

  • мощность
  • реактивная мощность
  • установившаяся
  • полная мощность
  • активная мощность

  \$\конечная группа\$

  3

  \$\начало группы\$

  Треугольник мощности: —

  Фактическая мощность, подаваемая на нагрузку, находится на нижней оси, но поскольку не все нагрузки являются чисто резистивными, кажущаяся мощность может быть больше. Это происходит потому, что (в простой синусоидальной ситуации): —

  $$\text{Полная мощность} = V_{RMS}\times I_{RMS}$$

  Принимая во внимание, что фактическая потребляемая мощность (Real power): —

  $$\text{Real power} = V_{RMS}\times I_{RMS}\times \cos(\Phi)$$

  Где \$ \Phi\$ — фазовый угол между напряжением и током.

  Для простой резисторной нагрузки \$\Phi\$ равно нулю, следовательно: —

  $$\boxed{\text{Полная мощность равна активной мощности, а реактивная мощность равна нулю}}$$

  Для простой индуктивной нагрузки , \$\Phi\$ равен 90°, следовательно: —

  $$\boxed{\text{Полная мощность равна реактивной мощности, а активная мощность равна нулю}}$$

  Это пример использования Пифагора, чтобы показать взаимосвязь этих величин.

  Что касается подачи/потребления, электрическая сеть подает напряжение в вольтах и ​​амперах с определенным фазовым углом, и этот фазовый угол зависит от нагрузки. Это источник электроэнергии, но подразумевается, что это реактивная мощность, потому что вы можете рассчитать реактивную мощность из полной мощности и реальной мощности.

  Нагрузка будет потреблять реальную мощность, поскольку реальная мощность производит тепло и кинетическую энергию. Нагрузка не потребляет полную мощность и не потребляет реактивную мощность. Потребление — это слово, зарезервированное для реальной власти.

  \$\конечная группа\$

  \$\начало группы\$

  Чтобы ответить на ваши вопросы, потребуется немного базовой теории.

  При работе с величинами переменного тока наблюдались 2 вещи:

  • При подключении нагрузки к источнику питания некоторая мощность потребляется цепью и электрическая энергия преобразуется в тепловую, вращательную и другие виды энергии
  • Но при ближайшем рассмотрении было видно, что профиль напряжения и тока выше требуемой нагрузки (резистивная часть нагрузки)

  Короче говоря, реальная мощность — это фактическая энергия, потребляемая резистивной частью нагрузки и передаваемая в другую форму, где реактивная энергия — это поток мощности между элементами накопления энергии (катушка индуктивности, конденсатор) и источником питания, который означает, что в цикле некоторая энергия поступает из источника и накапливается в катушке индуктивности/конденсаторе, а затем во время остальной части цикла энергия возвращается к источнику. Таким образом, чистый баланс достигает 0 энергии в среднем смысле.

  Релевантность реактивной мощности : Поскольку в цепи течет обе мощности, среднеквадратичное значение фактически правильно представляет номинальные значения напряжения и тока, подаваемых от источника к нагрузке (хотя реактивная мощность ни на что не влияет). Вот почему мы хотим, чтобы реактивная мощность нагрузки была как можно ниже (или какой-то обходной путь). Чем выше реактивная мощность, тем выше рейтинг промежуточных компонентов (рост стоимости).

  Полная мощность дает общее количество энергии, подаваемой из источника (реальная + реактивная).

  Я думаю, изучив эту теорию, вы сможете ответить на свои вопросы.

  Книга по основам электротехники (мало кто знает). Но это хорошая книга для изучения основ. Ссылка на книгу

  Серия лекций Youtube (проф. Л. Умананд): Youtube Lecture-15. Весь плейлист хорош для понимания

  \$\конечная группа\$

  Твой ответ

  Зарегистрируйтесь или войдите в систему

  Зарегистрируйтесь с помощью Google

  Зарегистрироваться через Facebook

  Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

  Опубликовать как гость

  Электронная почта

  Требуется, но не отображается

  Опубликовать как гость

  Электронная почта

  Требуется, но не отображается

  Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

  .

  Двигатели: активная, реактивная и полная мощность

  по Дэвид Коханбаш на 10 ноября 2014 г.

  Когда мы смотрим на двигатели, особенно на бесщеточные двигатели постоянного тока, возникает множество запутанных сил. Когда ваш босс приходит и просит вас измерить электрическую мощность, потребляемую вашим двигателем, это часто бывает непросто. Как правило, самый простой способ получить ток, потребляемый двигателем, — это измерить ток, потребляемый усилителем. Если у вас коллекторный двигатель, вы можете надеть токовые клещи на провод, идущий к двигателю, измерить напряжение и получить мощность. Однако с бесщеточным двигателем постоянного тока вы не можете просто надеть на него зажим усилителя. С бесщеточным двигателем постоянного тока вам нужно беспокоиться о различных трапецеидальных или синусоидальных напряжениях, которые распределяются по нескольким фазам, и соответствующих фазных токах.

  Таким образом, в бесщеточном двигателе постоянного тока, если вам нужен ток, и вы используете цифровой привод, вы часто можете запросить ток с помощью команды программного обеспечения. Например, с контроллером двигателя Elmo вы можете отправить последовательную команду ID (для реактивного тока) или IQ (для активного тока). Теперь, если вы сравните эти цифры с током, поступающим в ваш усилитель для вращения двигателей, они вообще не будут совпадать. Что с этим делать? Кроме того, вы не можете легко получить соответствующие синусоидальные напряжения, соответствующие этим токам, чтобы получить мощность двигателя.

  Обычно при обсуждении двигателей нас интересует 3 различных типа тока/мощности.

  Активный

  Активный ток, также называемый «действительным» или «истинным» током, представляет собой ток в активной фазе. Когда мы обсуждаем активную мощность, единицы измерения указываются в ваттах.
  Активная составляющая магнитного поля перпендикулярна магнитному направлению ротора и создает механический крутящий момент для работы двигателя

  Следуя аналогии, которую я слышал в колледже (давным-давно) и на изображении выше. Активная мощность соответствует фактическому напитку в пинте пива (или газировки), той части, которую вы хотите и можете сделать.

  Реактивный

  Реактивный ток – это магнитная энергия полей. Он на 90 градусов не совпадает по фазе с активным током. В значительной степени, если вы представляете синусоидальную волну, когда волна увеличивается, а поле растет, реактивный ток растет. По мере уменьшения волны реактивный ток уменьшается. Это приводит к тому, что реактивный ток продолжает колебаться вверх и вниз вместе с синусоидальной волной. Этот реактивный ток важен и необходим для поддержания магнитных полей, необходимых для вращения двигателя. Обычно вы хотите, чтобы реактивный ток был близок к 0. Когда мы говорим о мощности, это по-прежнему мощность = вольты x ампер, однако реактивная мощность имеет единицы измерения 9.0439 или .

  Реактивная мощность эквивалентна пивной голове. Голова важна, и мы нуждаемся в ней. Однако это не дает реальной работы, которую мы хотим от напитка.

  Видимый

  Полный ток представляет собой комбинацию активных и реактивных элементов тока.
  

  
  Полная мощность выражается в вольтамперах или записывается как ВА. Это представлено на изображении выше комбинацией активной и реактивной частей напитка.

  Как и в случае со стаканом пива, вам нужна чашка, достаточно большая, чтобы вместить жидкость и головку, когда вы выбираете свои проводники, их размер должен быть основан на кажущемся токе.

  В сумме активная и реактивная мощности функционируют независимо друг от друга и не могут быть преобразованы друг в друга. Активная мощность производит наш физический результат (крутящий момент двигателя и тепло), а реактивная мощность представляет собой только мощность, которая колеблется взад и вперед по мере того, как магнитное поле нарастает и меняет направление.

  Итак, после всего этого, как мне получить мощность, используемую двигателем?

  DC Матовый

  Это простой случай, когда вы можете измерить входное напряжение и измерить ток, используя клещи усилителя на главном проводе питания к двигателю. Мощность = Вольты X Амперы, и у вас есть решение.

  Бесколлекторный DC

  Наиболее точным способом является измерение входного напряжения и тока, поступающего на усилитель (двигатель). Если это невозможно и вам нужно использовать сообщаемый ток от приводов, вам необходимо приблизить мощность. То, как я это делаю, основано на вещах, которые я испытал, но на самом деле я нигде не видел документального подтверждения. Для напряжения я вычисляю среднеквадратичное значение напряжения (V _RMS =V _Пик X 0,707). А затем для тока, если я хочу узнать потребляемый ток двигателя, я буду использовать кажущийся ток сверху. Если я хочу знать ток, который двигатель имеет для создания крутящего момента, я буду использовать значение активного тока. Я также буду усреднять сообщаемые значения тока для нескольких оборотов двигателя, когда это возможно для приведенных выше расчетов. Результаты не идеальны, но я думаю, что они близки.

  Как упомянул ниже читатель chaimav, вы также можете получить счетчик для измерения ваших 3 типов мощности. Fluke 43b выглядит как хороший инструмент, который может предоставить вам информацию о двигателе. Он рассчитан на действительно большие, очень большие токи и напряжения, что ставит большинство двигателей роботов в самый низкий диапазон его производительности.
  

  У вас есть лучший способ получить мощность двигателя? Пожалуйста, оставьте это в комментариях ниже!

  ---

  Я знаю, что часто переключаюсь с тока на питание и на пиво. Я пытался выбрать лучшее для каждого примера. Извините, если я смущаю или раздражаю вас своим переключением.

  Основное изображение из Википедии, измененное на основе примера из старых заметок колледжа.

  Большая часть приведенного выше материала основана на моем старом учебнике для колледжа под названием «Электрические машины, приводы и энергосистемы» Теодора Уилди.

  Понравилось? Найдите секунду, чтобы поддержать Дэвида Коханбаша на Patreon!

  • Теги: активный, кажущийся, ток, двигатель, мощность, реактивный, реальный
  • Категории: Электрика и электроника

  ADE7880 Измерение активной, реактивной и полной мощности — Вопросы и ответы — Мониторинг и измерение энергии

  Привет!!!

  Я получаю входной счетчик АЦП для Vrms, Irms и чтения частоты от ADE7880, и он такой же, как и с реальным значением, примененным к этому. Но я не знаю, как считывать мощность с резисторов мощности, потому что существует много регистров мощности, и я не понимаю, что даст активную/реактивную и полную мощность, и какова пошаговая процедура для получения фактического показания мощности?

  • Не могли бы вы помочь с этим?

  • Привет, [email protected],

    Я вижу, вы пытаетесь узнать об энергетических регистрах ADE7880.

    Чтобы вы могли читать энергии, вот имена определенных регистров.

    AWATTHR/BWATTHR/CWATTHR — Суммарное накопление активной энергии фаз (основные и гармоники)
    AFWATTHR/BFWATTHR/CFWATTHR — Накопление активной энергии только основных фаз
    AFVARHR/BFVARHR/CFWARHR — Накопление реактивной энергии основных фаз
    AVAHR/BVAHR -CVAHR/BVAHR/BVAHR Накопление полной энергии фаз

    AWATT/BWATT/CWATT — Мгновенные значения активной мощности фаз
    AVA/BVA/CVA — Мгновенные значения полной мощности фаз

    Вы можете проверить их адреса в документах ниже.

    Таким образом, в основном, каждый регистр энергии имеет специально предназначенное значение, например, AWATTHR, который представляет собой значение энергии за заданное время накопления, этот регистр дает вам значение общей накопленной активной энергии на фазе А. Если вы пытаетесь считать накопленные энергии, вы должны прочитать WATTHR для общей активной энергии, AVAHR для кажущейся и FVARHR для фундаментальной реактивной энергии. Если вы хотите прочитать мгновенную мощность, вы можете использовать WATT и VA. Обратите внимание, что общие показания измеряются только в каждой фазе (три фазы).

    Вы можете проверить раздел считывания энергии и зарегистрировать адреса в этом документе:

    http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADE7880.pdf на страницах 48 и 87

    Если вы используете оценочную плату, Eval Software имеет интерфейсы, в которых вы можете читать и записывать значения некоторых регистров. Есть раздел, в котором вы тоже можете прочитать энергии.

    Вы можете открыть это руководство пользователя в качестве дополнительной ссылки

    http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/user-guides/UG-356.pdf

    Надеюсь, вы получили достаточно информации, чтобы начать читать регистры энергии. Спасибо.

    С уважением,

    Бывший член

  • Большое спасибо Бывший член

  • мониторинг энергии

    energy_metering

    ade7880

    Бывший член

    Пожалуйста, ответьте как можно скорее?

  • 0000000Z» data-yesvotes=»1″ data-novotes=»0″ data-url=»https://ez.analog.com/energy-metering/f/q-a/30689/ade7880-active-reactive-and-apparent-power-reading/172729″>

    Привет, бывший участник

     

    Теперь я получаю показания напряжения, тока и частоты 3-фазного 4-проводного соединения звездой, но я не знаю, как получить фактическую активную мощность каждой фазы, даже если я не знаю, требует ли это какой-либо настройки.

     

    Я прочитал техническое описание, но до сих пор ничего не понял.

     

    Не могли бы вы рассказать об этом подробнее?

     

    Лучше, если вы предложите пошаговую процедуру получения всех показаний мощности.

     

    С уважением,
    Раджани

  • Привет, rajani. [email protected]

    По умолчанию используется 3-фазная 4-проводная конфигурация. В регистре ACCMODE бит 5 и бит 4 являются битами CONSEL, которые определяют конфигурацию. 00 Конфигурация 3 фазы 4 провода. У него есть и другие режимы, но это по умолчанию.

    Тогда
    Регистры мгновенной мощности (xWATT и xVA) могут быть прочитаны в любое время, так как это мгновенные значения мощности.

    Регистры энергии разные. Эти регистры должны быть прочитаны в режиме накопления строкового цикла.
    Активная мощность накапливается в каждом 32-битном регистре накопления ватт-часов.

    Накопление активной энергии линейного цикла — это режим, в котором накопление энергии синхронизировано с пересечением нуля канала напряжения таким образом, что активная энергия накапливается в течение целого числа полупериодов линии. Чтобы сократить, этот режим устраняет пульсации в расчете энергии.
    Этот режим активируется установкой бита 0 в регистре LCYCMODE. Накопленная энергия записывается в регистры накопления ватт-часов после определения количества циклов полулинии LINECYC. LINECYC — это 16-битный беззнаковый регистр.
    Если вы установите накопление на 1 секунду, то для 50 Гц LINECYC будет равно 100 (полулинии), (Мощность = Энергия за 1 секунду). Обратите также внимание на регистр MASK0, где вы должны использовать бит прерывания LENERGY, а также STATUS0. Обратите внимание на них.

    Все это можно найти на странице 50 таблицы данных, где вы можете увидеть описание режимов накопления энергии.

    Надеюсь, это поможет,

    Бывший член

  • Привет, бывший член

     

    1] Это на каком-то прерывании мы должны собирать данные о мощности или что??

    потому что у нас есть AWATT знак мощность регистр тогда зачем нам нужен PHSIGN регистр или STATUS0 ??

    что такое пошаговая процедура ??

     

    2]   Может ли AWATT дать текущее энергопотребление системы? и обязательно ли читать это значение при пересечении нуля??

     

  • 0000000Z» data-yesvotes=»2″ data-novotes=»0″ data-url=»https://ez.analog.com/energy-metering/f/q-a/30689/ade7880-active-reactive-and-apparent-power-reading/172733″>

    Уважаемый [email protected],

    Чтобы ответить на ваш вопрос, пожалуйста, прочитайте ссылку, которую я сделал для вас,

    Регистр AWATT (xWATT) — это регистр мощности, который дает вам мгновенное значение мощности. Это значение мгновенной мощности имеет свой расчет, и этот сигнал активной мощности имеет некоторую синусоидальную пульсацию из-за сигнала мгновенной мощности. Это удаляется, когда активная мощность интегрируется с течением времени, что дает вам энергию. (Это ответ на ваш вопрос о чтении с точки зрения регистра мощности и регистра энергии)
    Вы должны отличать его от регистров энергии, например, AWATTHR (xWATTHR), которые являются регистрами энергии.
    Регистр мощности дает вам значение мощности в данный момент, регистр энергии дает вам накопленную энергию, поэтому требуется время накопления, которое описывается другими регистрами, такими как LINECYC и LCYCMODE. Если вы хотите прочитать мощность в регистрах энергии, определите время в 1 секунду (потому что мощность выражается в энергии в секунду), и именно здесь происходит потребление (чтобы ответить на ваш вопрос о потреблении)
    Вот как это происходит,
    чип обеспечивает интеграцию активной мощности в два этапа. Первый этап накапливает мощности, каждый раз при достижении порога генерируется импульс и порог вычитается из внутреннего регистра. Знак, разумеется, диктуется знаком активной мощности. PHSIGN — это своего рода регистр, который указывает, что такое Знак. Средняя активная мощность вычисляется со знаком. 907:40 Затем вторая ступень накапливает не количество энергии (это первая ступень), а количество «импульсов». Вы должны определить значение 1 импульса, присвоенного 1 LSB ватт-часа (используйте уравнение 26 таблицы данных для расчета). Содержимое передается в регистры xWATTHR (которые являются регистрами энергии), чтобы пользователи могли получить доступ к значениям.
    Теперь здесь идет режим накопления линейного цикла, потому что при вычислении этих энергий должна быть определена конфигурация (3-проводная, 4-проводная, звезда или треугольник). Здесь биты CONSEL должны быть правильно выбраны, а значение по умолчанию равно 00 (как указано в моих предыдущих комментариях). Регистр ACCMODE обсуждает все это, потому что он определяет, как активная мощность накапливается в регистрах ватт-часов, а также генерация импульсов CF.
    Режим накопления линейного цикла передает содержимое, накопленное в регистры xWATTHR, в виде целого числа линейных циклов или, в частности, половины линейных циклов, именно здесь время накопления должно быть установлено в регистре LINECYC. Теперь, это где оповещения очень важны. В MASK0 (который представляет собой набор регистров разрешения прерывания) бит LENERGY должен быть включен (этот бит разрешает прерывание, которое указывает на окончание интегрирования мощности в заданное время линейных циклов, установленных в вашем LINECYC). STATUS0 (который представляет собой набор регистров состояния) просто указывает состояние вашего LENERGY для прерывания. Таким образом, на каждом конце накопления энергии происходит прерывание. Это ответ на ваш вопрос, почему регистр STATUS0, регистр PHSIGN и другие регистры необходимы для накопления энергий линейного цикла.

    Я надеюсь, что это дало вам четкое представление об измерении мощности и энергии на ADE7880.
    С уважением,

    Бывший член

  • Большое спасибо Бывшему участнику за мгновенный ответ 🙂

    Я использую оценочную плату на базе ADE7880ACPZ с контроллером lpc2368.

    Входной параметр тестовой среды для нагрузки однофазного асинхронного двигателя должен быть таким:

    Vrms = ~230 В, 50 Гц0002 Канал напряжения имеет делитель 1:1000. Таким образом, вход АЦП канала напряжения будет 0,230 В, а канал тока имеет коэффициент трансформации 1:1500 и нагрузку Rb 150 Ом. Таким образом, ток на входе АЦП канала будет V = I*R = (4/1500)*(150) = 0,4 В

    .