КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ. Реальная индуктивная катушка обладает активным сопротивлением Rк и индуктивным сопротивлением Xк

Реальная индуктивная катушка обладает активным сопротивлением R_к и индуктивным сопротивлением X_к. При подключении индуктивной катушки к сети с напряжением U ток в катушке отстает от напряжения по фазе на некоторый угол , величина которого определяется соотношением между активным и индуктивным сопротивлениями катушки. В идеальной индуктивной катушке R_к = 0 и угол между напряжением и током равен 90⁰.

Реальную индуктивную катушку можно представить в виде схемы замещения последовательно включенных активного и индуктивного сопротивлений или параллельно включенных сопротивлений, величину которых удобнее характеризовать проводимостями: активной – G_к, индуктивной – В_к (рис. 1 а, б, в).

Рис. 1

При расчете по схеме (рис. 1 в) проводимости индуктивной катушки определяются

,

где P_К – активная мощность, потребляемая индуктивной катушкой;

– полное сопротивление катушки;

– полная проводимость катушки.

Векторная диаграмма токов для реальной индуктивной катушки будет иметь вид (рис. 2).

Составляющие тока индуктивной катушки:

- активная:

- реактивная:

При подключении параллельно индуктивной катушки конденсатора в цепи может возникать режим резонанса токов, при котором напряжение на зажимах цепи и ток в неразветвленной цепи совпадают по фазе.

Режим резонанса токов в параллельной цепи при неизменной частоте тока возникает при условии B_к = B_C = wC_р, при этом I_рк. = I_C, суммарный ток минимален и равен I_ак.

Коэффициентом мощности нагрузки называют косинус угла сдвига фаз между питающим напряжением и током в ней. Для уменьшения потерь при передаче энергии стремятся повысить коэффициент мощности электрической цепи путем включения параллельно индуктивной нагрузке конденсатора необходимой емкости, величину которой можно рассчитать:

,

где j₁ – угол между током и напряжением до включения конденсатора;

j₂ – угол между током и напряжением после включения конденсатора, величина которого регламентируется директивным коэффициентом мощности, устанавливаемым энергоснабжающей организацией.

Силу тока через емкостной элемент можно определить:

При параллельном подключении индуктивной катушки, конденсатора и резистора ток в неразветвленной части цепи определяется как геометрическая сумма токов катушки, конденсатора и резистора: ,

а векторная диаграмма, соответствующая последнему уравнению, имеет вид, показанный на рис. 3. Из приведенной диаграммы следует, что

.