Активная, реактивная и полная мощности;
Активная мощность Среднее за период Т значение мгновенной мощности называется активной мощностью:. В цепях однофазного синусоидального тока, где U и I — действующие значения напряжения и тока,? — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле. В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением. Единица активной мощности — ватт (W, Вт). В теории длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной мощностью Реактивная мощность Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз? между ними: Q = UI sin?(если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным). Единица реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (var, вар). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Рсоотношением:. Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках реактивная мощность может быть значительно больше активной. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощностиэлектрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Необходимо отметить, что величина sin? для значений? от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin? для значений? от 0 до —90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = UI sin? реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Отрицательное значение активной мощности нагрузки характеризовало бы нагрузку как генератор энергии. Активное, индуктивное, ёмкостное сопротивление не могут быть источниками постоянной энергии. Модуль величины Q = UI sin? приблизительно описывает реальные процессы преобразования энергии в магнитных полях индуктивностей и в электрических полях емкостей. Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения. Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sin?, более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике. Полная мощность Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: S = U?I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением:,S=@P^2+Q^2 где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (V*A, В*А). Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой: S=P+Q
13 билет 1 вопрос Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. В теории электрических цепей ёмкостью называют взаимную ёмкость между двумя проводниками; параметр ёмкостного элемента электрической схемы, представленного в виде двухполюсника. Такая ёмкость определяется как отношение величины электрического заряда к разности потенциалов между этими проводниками. В системе СИ ёмкость измеряется в фарадах. В системеСГС в сантиметрах. Для одиночного проводника ёмкость равна отношению заряда проводника к его потенциалу в предположении, что все другие проводники бесконечно удалены и что потенциал бесконечно удалённой точки принят равным нулю. В математической форме данное определение имеет вид где Q — заряд, U — потенциал проводника.
13 билет 2 вопрос Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол. Таким образом, каждая такая ЭДС находится в своей фазе периодического процесса, поэтому часто называется просто фазой. Также «фазами» называют проводники — носители этих ЭДС. В трёхфазных системах угол сдвига равен 120 градусам. Фазные проводники обозначаются в РФ латинскими буквами L с цифровым индексом 1…3, либо A, B и C
Билет 14 1 вопрос Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему[ Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления. Сопротивление (часто обозначается буквой R или r) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как Вариант 2 Сопротивление электрической цепи, полное электрическое сопротивление, величина, характеризующая сопротивление цепи электрическому току; измеряется в Омах. В случае синусоидального переменного тока С. э. ц. выражается отношением амплитуды напряжения на зажимах цепи к амплитуде тока в ней и равно, где r — сопротивление активное, х — сопротивление реактивное. При несинусоидальном переменном токе С. э. ц. определяется отдельно для каждой К-той гармонической составляющей:.
Билет 14 2 вопрос Действующим значением силы переменного тока называют величину постоянного тока, действие которого произведёт такую же работу (тепловой или электродинамический эффект), что и рассматриваемый переменный ток за время одного периода. В современной литературе чаще используется математическое определение этой величины — среднеквадратичное значение силы переменного тока. Иначе говоря, действующее значение тока можно определить по формуле: .
Билет 15 1 вопрос Задача состоит в расчёте такого сечения проводов, при котором обеспечивается номинальное напряжение на зажимах источника электроэнергии. Согласно закону Ома, напряжение источника электроэнергии равно сумме падения напряжения на проводах и напряжения на нагрузке. U = I•Rл + Uн (2.31) Сопротивление проводов линии будет равно: Rл = ρ•2•l / S (2.32), где 2•l – общая длина линии; ρ – удельное сопротивление материала проводов; S – искомое сечение проводов. Подставляя (2.32) в (2.31) получим, S = I•ρ•2•l / ΔU, (2.33) Где ΔU = (U – Uн) – потеря напряжения в линии. Нагрузка в линии обычно бывает непостоянной и её колебания вызывают соответствующие изменения ΔU в проводах. Поэтому нужно рассчитывать отклонения напряжения на нагрузке от номинального значения при минимальном и максимальном режимах нагрузки. Рассмотрим, как влияет напряжение на распределение мощности в линии электропередачи. Возьмём уравнение (2.31): U = I•Rл + Uн Умножим это уравнение на силу тока I, получим: I•U = I²•Rл +I•Uн (2.34) Uн – напряжение на нагрузке, I•U – мощность, отдаваемая источником электроэнергии, I²•Rл – потери мощности в проводах линии на нагревание, I•Uн – мощность, потребляемая нагрузкой. Если повысить в два раза напряжение источника электроэнергии, то сила тока в линии при той же передаваемой мощности уменьшится в 2 раза, а потери мощности в проводах уменьшатся в 4 раза, так как они пропорциональны I². Следовательно, для уменьшения потерь в линиях передачи желательно передавать электроэнергию при возможно более высоком на
Билет 15 2 вопрос Переме́нный ток, AC — электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению. Под переменным током также подразумевают ток в обычных одно- и трёхфазных сетях. В этом случае мгновенные значения тока и напряжения изменяются по гармоническому закону. В устройствах-потребителях постоянного тока переменный ток часто преобразуется выпрямителями для получения постоянного тока. Билет №16 Вопрос №1: Параллельное соединение резисторов необходимо для уменьшения общего сопротивления и, как вариант, для увеличения мощности нескольких резисторов по сравнению с одним. Расчет параллельного сопротивления двух параллельно соединённых резисторов R1 и R2 производится по следующей формуле: Сопротивление из R1 + R2 Параллельное соединение трёх и более резисторов требует более сложной формулы для вычисления общего сопротивления: 1 = 1 + 1 + 1 +...
|
