Xatcho'plarga sayt qo'shing

Elektr toki kuchi tushunchasi

Elektr toki kuchi

Biz gapirishdan oldin elektr quvvati, siz kuch tushunchasini umumiy ma'noda belgilashingiz kerak. Odatda, odamlar kuch haqida gapirganda, ular ob'ektga ega bo'lgan qandaydir kuchni (kuchli elektr motor) yoki harakatni (kuchli portlash) nazarda tutadi.

Ammo, maktab fizikasidan bilganimizdek, kuch va kuch turli xil tushunchalardir, garchi ular o'zaro bog'liqliklarga ega.

Dastlab, kuch (N) ma'lum bir hodisa (harakat) bilan bog'liq xususiyat bo'lib, agar u ma'lum bir ob'ektga bog'langan bo'lsa, unda kuch tushunchasi ham shartli ravishda u bilan bog'liqdir. Har qanday jismoniy harakat kuch ishlatishni o'z ichiga oladi. Ma'lum bir yo'l (S) bo'lgan kuch (F) bajarilgan ishga (A) teng bo'ladi. Va bajarilgan ishlar ma'lum vaqt(t) va quvvatga teng bo'ladi.

Quvvat - bu ma'lum vaqt davomida bajarilgan ishning bir xil vaqtga nisbatiga teng bo'lgan jismoniy miqdor. Ish energiya o'zgarishining o'lchovi bo'lganligi sababli, biz buni ham aytishimiz mumkin: quvvat - bu tizimning energiyani aylantirish tezligi.

Kontseptsiyani tushunish mexanik quvvat, biz elektr quvvatini (elektr toki kuchi) hisobga olishga o'tishimiz mumkin. Ma'lumki, U - 1 C ni ko'chirishda bajarilgan ish, I oqim esa 1 soniyada o'tadigan kulonlar soni. Shuning uchun oqim va kuchlanish mahsuloti 1 soniyada bajarilgan umumiy ishni, ya'ni elektr quvvatini yoki elektr tokining kuchini ko'rsatadi.

Yuqoridagi formulani tahlil qilib, biz juda oddiy xulosa chiqarishimiz mumkin: chunki elektr quvvati P teng ravishda oqim I va kuchlanish U ga bog'liq, shuning uchun bir xil elektr quvvatini yuqori oqim va past kuchlanish bilan olish mumkin, yoki aksincha, yuqori kuchlanish va past oqimda (bu elektr stansiyalaridan uzoq masofalarga elektr energiyasini transformator konvertatsiyasi orqali elektr stantsiyalaridan iste'mol qilinadigan joylarga uzatishda foydalaniladi).

Faol elektr quvvati (bu energiyaning boshqa turlariga - issiqlik, yorug'lik, mexanik va boshqalarga qaytarib bo'lmaydigan darajada aylanadigan quvvat) o'z o'lchov birligiga ega - Vt (Vatt). Bu 1 V marta 1 A mahsulotiga teng. Kundalik hayotda va ishlab chiqarishda quvvatni kVt (kilovot, 1 kVt = 1000 Vt) bilan o'lchash qulayroqdir. Elektr stantsiyalari allaqachon kattaroq birliklardan foydalanadi - mVt (megavatt, 1 mVt = 1000 kVt = 1 000 000 Vt).

Reaktiv elektr quvvati - bu qurilmalarda (elektr qurilmalarda) energiya tebranishlari (induktiv va sig'imli tabiat) natijasida hosil bo'ladigan elektr yukining ushbu turini tavsiflovchi miqdor. elektromagnit maydon. Oddiy uchun o'zgaruvchan tok ular orasidagi faza burchagi sinusiga ish oqimi I va kuchlanish pasayishi U ko'paytmasiga teng: Q = U×I×sin(burchak). Reaktiv quvvat VAR (volt-amper reaktiv) deb nomlangan o'z o'lchov birligiga ega. Q harfi bilan belgilanadi.

Misol yordamida faol va reaktiv elektr quvvati quyidagicha ifodalanishi mumkin: isitish elementlari va elektr motoriga ega bo'lgan elektr moslamasi berilgan. Isitish elementlari odatda yuqori qarshilikli materialdan tayyorlanadi. Elektr toki isitish elementining spirali orqali o'tganda, elektr energiyasi to'liq issiqlikka aylanadi. Ushbu misol faol elektr quvvatiga xosdir.

Ushbu qurilmaning elektr motori ichida mis o'rash mavjud. U induktivlikni ifodalaydi. Va biz bilganimizdek, indüktans o'z-o'zidan indüksiya ta'siriga ega va bu tarmoqqa elektr energiyasini qisman qaytarishga yordam beradi. Bu energiya oqim va kuchlanish qiymatlarida biroz ofsetga ega, bu esa sabab bo'ladi Salbiy ta'sir elektr tarmog'iga (keyinchalik uni ortiqcha yuklash).

Kapasitans (kondensatorlar) ham shunga o'xshash qobiliyatlarga ega. U zaryadni to'plash va uni qaytarib yuborishga qodir. Kapasitans va indüktans o'rtasidagi farq oqim va kuchlanish qiymatlarining bir-biriga nisbatan qarama-qarshi siljishida yotadi. Bu sig'im va indüktans energiyasi (ta'minot tarmog'ining qiymatiga nisbatan fazali siljish) aslida reaktiv elektr quvvati bo'ladi.

Tarkib:

Elektr quvvatini ko'rib chiqishdan oldin, umuman olganda, qanday kuch ekanligini, qandayligini hal qilishingiz kerak jismoniy tushuncha. Odatda, bu qiymat haqida gapirganda, ma'lum ichki energiya yoki ba'zi bir ob'ektga ega bo'lgan kuch. Bu vosita yoki harakat (portlash) kabi qurilmaning kuchi bo'lishi mumkin. Uni kuch bilan adashtirmaslik kerak, chunki u shunday turli tushunchalar, garchi ular bir-biri bilan muayyan munosabatda bo'lsalar ham. Har qanday jismoniy harakat kuch ta'sirida amalga oshiriladi. Uning yordami bilan ma'lum bir yo'l tutiladi, ya'ni ish bajariladi. O'z navbatida, ma'lum vaqt t davomida bajarilgan ish A, formula bilan ifodalangan quvvat qiymatiga teng bo'ladi: N = A/t (W = J/s).

Quvvatning yana bir kontseptsiyasi ma'lum bir tizimning energiyani aylantirish tezligi bilan bog'liq. Ushbu transformatsiyalardan biri elektr tokining kuchi bo'lib, uning yordami bilan ko'pchilik turli asarlar. Avvalo, u foydali harakatlarni amalga oshiradigan elektr motorlar va boshqa qurilmalar bilan bog'liq.

Elektr quvvati nima

Hozirgi quvvat bir vaqtning o'zida bir nechta jismoniy miqdorlar bilan bog'liq. Voltaj (U) 1 kulonni siljitish uchun zarur bo'lgan ishni ifodalaydi. Joriy quvvat (I) 1 soniyada o'tadigan kulon soniga to'g'ri keladi. Shunday qilib, kuchlanish bilan ko'paytiriladigan oqim (I x U) mos keladi to'liq vaqtli ish 1 soniyada yakunlanadi. Olingan qiymat elektr tokining kuchi bo'ladi.

Joriy quvvat uchun berilgan formula quvvatning oqim va kuchlanishga teng darajada bog'liqligini ko'rsatadi. Bundan kelib chiqadiki, ushbu parametrning bir xil qiymati yuqori oqim va past kuchlanish tufayli va aksincha, yuqori kuchlanish va past oqim tufayli olinishi mumkin. Bu xususiyat elektr energiyasini uzoq masofalarga manbalardan iste'molchilarga uzatish imkonini beradi. O'tkazish jarayonida oqim kuchayuvchi va pasayuvchi podstansiyalarda o'rnatilgan transformatorlar yordamida o'zgartiriladi.

Elektr quvvatining ikkita asosiy turi mavjud -. Birinchi holda, elektr toki kuchining mexanik, yorug'lik, issiqlik va boshqa turdagi energiyaga qaytarilmas o'zgarishi mavjud. Amaldagi o'lchov birligi - vatt. 1W = 1V x 1A. Ishlab chiqarishda va kundalik hayotda kattaroq qiymatlar qo'llaniladi - kilovatt va megavatt.

Reaktiv quvvat deganda elektromagnit maydon energiyasining induktiv va sig'imli tebranishlari tufayli qurilmalarda hosil bo'ladigan elektr yuk tushuniladi. O'zgaruvchan tokda bu miqdor ifodalangan mahsulotdir quyidagi formula: Q = U x I x sin(burchak). Burchakning sinusi ish oqimi va kuchlanish pasayishi o'rtasidagi o'zgarishlarni anglatadi. Q - reaktiv quvvat, Varda o'lchanadi - volt-amper reaktiv. Ushbu hisob-kitoblar elektr tokining kuchini qanday topish mumkinligi haqidagi savolni samarali hal qilishga yordam beradi va buning uchun mavjud bo'lgan formula tezda hisob-kitoblarni amalga oshirishga imkon beradi.

Ikkala kuchni ham aniq ko'rish mumkin oddiy misol. Har qanday elektr moslamasi jihozlangan isitish elementlari- isitish elementlari va elektr motor. Isitish elementlarini ishlab chiqarish uchun yuqori qarshilikka ega material ishlatiladi, shuning uchun u orqali oqim o'tganda, barcha elektr energiyasi issiqlik energiyasiga aylanadi. Ushbu misol faol elektr quvvatini juda aniq tavsiflaydi.

Elektr dvigateliga kelsak, uning ichida induktivlikka ega bo'lgan mis o'rash mavjud bo'lib, u o'z navbatida o'z-o'zidan indüksiya ta'siriga ega. Ushbu ta'sir tufayli tarmoqqa elektr energiyasining qisman qaytarilishi sodir bo'ladi. Qaytarilgan energiya kuchlanish va oqim parametrlarining engil siljishi bilan tavsiflanadi, qo'shimcha ortiqcha yuk ko'rinishida elektr tarmog'iga salbiy ta'sir ko'rsatadi.

Kondensatorlar to'plangan zaryad qaytarilganda ularning elektr sig'imi tufayli bir xil xususiyatlarga ega. Bu erda oqim va kuchlanish qiymatlari ham faqat teskari yo'nalishda siljiydi. Mavjud elektr tarmog'ining qiymatlariga nisbatan faza almashinuvi bilan indüktans va sig'imning bu energiyasi aniq reaktiv elektr quvvatidir. Induktivlik va sig'imning o'zgarishlar o'zgarishiga qarama-qarshi ta'siri tufayli reaktiv quvvat kompensatsiyasini amalga oshirish mumkin bo'ladi va shu bilan elektr ta'minoti samaradorligi va sifatini oshiradi.

Elektr tokining kuchini hisoblash uchun qanday formuladan foydalaniladi?

Elektr tokining kuchi nima degan savolning to'g'ri va aniq echimini ta'minlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi. xavfsiz ishlash elektr simlari, simlar va kabellarning noto'g'ri tanlangan kesimi tufayli yong'inning oldini olish. Faol zanjirdagi oqim kuchi oqim va kuchlanishga bog'liq. Oqim kuchini o'lchash uchun qurilma - ampermetr mavjud. Biroq, ushbu qurilmadan foydalanish har doim ham mumkin emas, ayniqsa, qurilish loyihasi hali ham tuzilayotganda va elektr zanjiri oddiygina mavjud emas. Bunday holatlar uchun maxsus hisoblash metodologiyasi taqdim etiladi. Oqim kuchini quvvat, tarmoq kuchlanishi va yukning tabiati qiymatlari berilgan formula bo'yicha aniqlash mumkin.

ga nisbatan joriy quvvat uchun formula mavjud doimiy qiymatlar oqim va kuchlanish: P = U x I. Agar oqim va kuchlanish o'rtasida faza almashinuvi mavjud bo'lsa, hisob-kitoblar uchun boshqa formuladan foydalaniladi: P = U x I x cos ph. Bundan tashqari, quvvatni ishga tushirish va tarmoqqa ulash uchun rejalashtirilgan barcha qurilmalarning quvvatini yig'ish orqali oldindan aniqlash mumkin. Ushbu ma'lumotlar qurilmalar va jihozlar uchun texnik ma'lumotlar varaqlarida va foydalanish qo'llanmalarida mavjud.

Shunday qilib, elektr tokining kuchini aniqlash formulasi sizga oqim kuchini hisoblash imkonini beradi bir fazali tarmoq: I = P/(U x cos ph), bu yerda cos ph quvvat omilini ifodalaydi. Agar uch fazali elektr tarmog'i mavjud bo'lsa, joriy quvvat bir xil formula yordamida hisoblab chiqiladi, unga faqat 1,73 faza koeffitsienti qo'shiladi: I = P / (1,73 x U x cos ph). Quvvat omili butunlay rejalashtirilgan yukning tabiatiga bog'liq. Agar siz faqat yoritish lampalaridan foydalanmoqchi bo'lsangiz yoki isitish moslamalari, keyin u bitta bo'ladi.

Agar faol yuklarda reaktiv komponentlar mavjud bo'lsa, quvvat koeffitsienti allaqachon 0,95 deb hisoblanadi. Qaysi turdagi elektr simlari ishlatilishiga qarab, bu omil hisobga olinishi kerak. Agar qurilmalar va jihozlar etarlicha yuqori quvvatga ega bo'lsa, u holda koeffitsient 0,8 ga teng bo'ladi. U bilan bog'liq payvandlash mashinalari, elektr motorlar va boshqa shunga o'xshash qurilmalar.

Mavjudligiga qarab hisob-kitoblar uchun bir fazali oqim Kuchlanish qiymati 220 volt deb qabul qilinadi. Agar mavjud bo'lsa, hisoblangan kuchlanish 380 volt bo'ladi. Biroq, eng aniq natijalarni olish uchun hisob-kitoblarda maxsus asboblar bilan o'lchangan haqiqiy kuchlanish qiymatidan foydalanish kerak.

Hozirgi quvvat nimaga bog'liq?

Hozirgi quvvat, turli qurilmalar va uskunalar darhol ikkita asosiy miqdorga bog'liq - va. Oqim qancha yuqori bo'lsa, shuncha yuqori bo'ladi ko'proq qiymat quvvat, shunga ko'ra, kuchlanish kuchayishi bilan kuch ham ortadi. Agar kuchlanish va oqim bir vaqtning o'zida oshsa, u holda elektr tokining kuchi ikkala miqdorning mahsuloti sifatida ortadi: N = I x U.

Ko'pincha savol tug'iladi, joriy quvvat qanday o'lchanadi? Ushbu miqdor uchun asosiy o'lchov birligi (Vt). Shunday qilib, 1 vatt - 1 voltda 1 amperlik oqimni tortadigan qurilmaning kuchi. Masalan, oddiy chiroqning lampochkasi xuddi shunday quvvatga ega.

Hisoblangan quvvat qiymati elektr energiyasi iste'molini aniq aniqlash imkonini beradi. Buning uchun siz kuch va vaqt mahsulotini olishingiz kerak. Formulaning o'zi quyidagicha ko'rinadi: W = IUt bu erda W - elektr energiyasi iste'moli, mahsulot IU - quvvat va t - ishlagan vaqt. Masalan, ish qanchalik uzoq davom etsa elektr motor, bular katta ish u tomonidan amalga oshiriladi. Elektr iste'moli ham shunga mos ravishda oshadi.

Quvvat tushunchasi jismoniy miqdordir. Bu ma'lum bir vaqt oralig'ida bajarilgan ishlarning nisbati va vaqt davrining o'zini ifodalaydi. Energiyadagi o'zgarishlarni ish yordamida o'lchash mumkin. Shuning uchun quvvat tizimda energiya qanchalik tez aylantirilishini ko'rsatadi.

Ushbu tushunchalarning barchasi elektr energiyasiga to'liq mos keladi. Bu 1-kulonni ko'chirish uchun sarflangan ishni (U) hisobga oladi. Elektr toki (I) bir soniya davomida harakatlanadigan kulon sonini hisobga oladi.

Elektr quvvatlarining turlari

Quvvatning oqim va kuchlanishga bog'liqligiga asoslanib, u yuqori oqim va past kuchlanishdan va aksincha, past oqim va yuqori kuchlanishdan olinishi mumkin. Bu ta'sir transformator konversiyalarida, elektr energiyasi uzoq masofalarga uzatilganda qo'llaniladi.

Elektr quvvati bo'lishi mumkin. Birinchi holda, bu kuchning boshqa turdagi energiyaga qaytarilmas o'zgarishi mavjud. Uni o'lchash uchun u volt va amperning mahsuloti bo'lgan ishlatiladi. Quvvat bilan, induktivlikning paydo bo'lishi tufayli, o'z-o'zidan induksiya hodisasi paydo bo'ladi. Natijada, elektr energiyasi qisman tarmoqqa qaytariladi. Shu bilan birga, oqim va kuchlanish qiymatlari o'zgaradi, bu umumiy holatga olib keladi yomon ta'sir elektr tarmog'ida. Bu tur quvvat ish oqimi va kuchlanishning pasayishi mahsulotidan tashkil topgan reaktiv volt-amperlarda o'lchanadi.

Quvvat bloki

Quvvat elektrotexnikada ishlatiladigan asosiy birliklardan biridir. Asosiy o'lchov birligi vatt bo'lib, ma'lum vaqt oralig'idagi ishni ifodalaydi. Ishlab chiqarishda va yashash sharoitlari, ko'pincha, quvvat bilan o'lchanadi, har biri 1000 vattni o'z ichiga oladi. O'lchash uchun katta miqdor megavatt quvvat sarflanadi. Qoida tariqasida, ular ishlatiladi har xil turlari elektr energiyasi ishlab chiqaradigan elektr stantsiyalari.

Iste'molchilarning kuchi maxsus plitalarda yoki qurilmaning texnik pasportida ko'rsatilgan. Ushbu parametrning qiymatini oldindan bilib, elektr tarmog'ining boshqa ko'rsatkichlarini - kuchlanish va iste'mol qilinadigan oqim miqdorini hisoblash mumkin.

Hozirgi quvvatni qanday aniqlash mumkin

Bittasi eng muhim tushunchalar mexanika - kuch ishi .

Kuch ishi

Hammasi jismoniy jismlar bizni o'rab turgan dunyoda kuch yordamida harakatga keltiriladi. Agar bir xil yoki qarama-qarshi yo'nalishda harakatlanayotgan jismga bir yoki bir nechta jismlarning kuch yoki bir nechta kuchlari ta'sir qilsa, u holda deyiladi. ishlar olib borilmoqda .

Ya'ni, mexanik ish tanaga ta'sir qiluvchi kuch tomonidan amalga oshiriladi. Shunday qilib, elektrovozning tortish kuchi butun poezdni harakatga keltiradi va shu bilan hosil qiladi mexanik ish. Velosiped velosipedchi oyoqlarining mushak kuchi bilan harakatlanadi. Binobarin, bu kuch mexanik ishlarni ham bajaradi.

Fizikada kuch ishi fizik miqdor deyiladi mahsulotga teng kuch moduli, kuch qo'llash nuqtasining siljish moduli va kuch va siljish vektorlari orasidagi burchakning kosinusu.

A = F s cos (F, s) ,

Qayerda F kuch moduli,

s - sayohat moduli .

Kuch va siljish shamollari orasidagi burchak nolga teng bo'lmasa, ish har doim bajariladi. Agar kuch harakat yo'nalishiga teskari yo'nalishda harakat qilsa, ish miqdori manfiy bo'ladi.

Agar tanaga hech qanday kuch ta'sir qilmasa yoki qo'llaniladigan kuch va harakat yo'nalishi orasidagi burchak 90 o (cos 90 o = 0) bo'lsa, ish bajarilmaydi.

Agar ot aravani tortsa, u holda otning mushak kuchi yoki aravaning harakat yo'nalishi bo'yicha yo'naltirilgan tortish kuchi ishlaydi. Ammo haydovchi aravaga bosadigan tortishish kuchi hech qanday ish qilmaydi, chunki u harakat yo'nalishiga perpendikulyar pastga yo'naltirilgan.

Kuchning ishi skalyar kattalikdir.

SI o'lchov tizimidagi ish birligi - joule. 1 joul - 1 nyuton kuchning 1 m masofada bajargan ishi, agar kuch va siljish yo'nalishlari mos keladigan bo'lsa.

Agar tanaga yoki moddiy nuqtaga bir nechta kuchlar ta'sir etsa, unda biz ularning natijaviy kuchi tomonidan bajarilgan ish haqida gapiramiz.

Agar qo'llaniladigan kuch doimiy bo'lmasa, uning ishi integral sifatida hisoblanadi:

Quvvat

Jismni harakatga keltiruvchi kuch mexanik ishni bajaradi. Ammo bu ish qanday tez yoki sekin amalga oshirilganligi, ba'zan amalda bilish juda muhimdir. Axir, xuddi shu ishni bajarish mumkin boshqa vaqt. Katta elektr motor bajaradigan ishni bajarish mumkin kichik motor. Ammo buning uchun unga ko'proq vaqt kerak bo'ladi.

Mexanikada ish tezligini tavsiflovchi miqdor mavjud. Bu miqdor deyiladi kuch.

Quvvat - ma'lum bir vaqt ichida bajarilgan ishlarning ushbu davr qiymatiga nisbati.

N= A /∆ t

A-prior A = F s cos α , A s/∆ t = v , shuning uchun

N= F v cos α = F v ,

Qayerda F - kuch, v tezlik, α - kuch yo'nalishi va tezlik yo'nalishi o'rtasidagi burchak.

Ya'ni kuch - Bu skalyar mahsulot kuch vektorini tana tezligi vektoriga.

Xalqaro SI tizimida quvvat vattlarda (Vt) o'lchanadi.

1 vatt quvvat 1 soniyada (s) bajarilgan 1 joule (J) ishdir.

Quvvatni ishni bajarish kuchini yoki bu ishning tezligini oshirish orqali oshirish mumkin.

Zamonaviy inson doimiy ravishda kundalik hayotda va ishda elektr energiyasiga duch keladi, iste'mol qiladigan qurilmalardan foydalanadi elektr toki va uni ishlab chiqaruvchi qurilmalar. Ular bilan ishlashda siz har doim texnik xususiyatlarda ko'rsatilganidek, ularning imkoniyatlarini hisobga olishingiz kerak.

Har qanday elektr jihozlarining asosiy ko'rsatkichlaridan biri bu kabi jismoniy miqdordir elektr quvvati. Odatda elektr energiyasini ishlab chiqarish, uzatish yoki boshqa energiya turlariga aylantirish intensivligi yoki tezligi, masalan, issiqlik, yorug'lik, mexanik deb ataladi.

Sanoat maqsadlari uchun katta elektr quvvatlarini tashish yoki uzatish tomonidan amalga oshiriladi.

Transformatsiya transformator podstansiyalarida amalga oshiriladi.

Elektr iste'moli uy xo'jaligida va sanoat qurilmalari turli maqsadlar uchun. Ularning keng tarqalgan turlaridan biri.

DC va AC davrlarida generatorlar, elektr uzatish liniyalari va iste'molchilarning elektr quvvati bir xil jismoniy ma'no, bu bir vaqtning o'zida kompozit signallarning shakliga qarab turli munosabatlar bilan ifodalanadi. Umumiy naqshlarni aniqlash uchun biz kiritdik oniy qiymatlar tushunchalari. Ular elektr energiyasini o'zgartirish tezligining vaqtga bog'liqligini yana bir bor ta'kidlaydilar.

Bir lahzali elektr quvvatini aniqlash

Nazariy elektrotexnikada oqim, kuchlanish va quvvat o'rtasidagi asosiy munosabatlarni olish uchun ularning tasvirlari vaqtning ma'lum bir nuqtasida qayd etilgan oniy miqdorlar shaklida qo'llaniladi.

Agar juda qisqa vaqt ichida ∆t birlik elementar zaryad U kuchlanish taʼsirida “1” nuqtadan “2” nuqtaga oʻtsa, u bu nuqtalar orasidagi potentsiallar farqiga teng ishlaydi. Uni ∆t vaqt oralig'iga bo'lib, Pe(1-2) birlik zaryad uchun oniy quvvat ifodasini olamiz.

Amaldagi kuchlanish ta'sirida nafaqat bitta zaryad, balki ushbu kuch ta'siri ostida bo'lgan barcha qo'shni zaryadlar ham harakat qilganligi sababli, ularning soni Q raqami bilan qulay tarzda ifodalanadi, shuning uchun ular uchun biz bir lahzali quvvat qiymatini yozishimiz mumkin. PQ(1-2).

Oddiy o'zgarishlarni amalga oshirib, biz P quvvatining ifodasini va uning bir lahzali qiymatining p (t) lahzali oqim i (t) va u (t) kuchlanish mahsulotining tarkibiy qismlariga bog'liqligini olamiz.

Doimiy tokning elektr quvvatini aniqlash

Zanjirning bir qismidagi kuchlanish pasayishining kattaligi va u orqali o'tadigan oqim o'zgarmaydi va lahzali qiymatlarga teng barqaror bo'lib qoladi. Shuning uchun, bu sxemadagi quvvatni tushuntirish rasmida ko'rsatilganidek, bu miqdorlarni ko'paytirish yoki bajarilgan A ishni bajarish vaqtiga bo'lish yo'li bilan aniqlash mumkin.

O'zgaruvchan tokning elektr quvvatini aniqlash

Orqali uzatiladigan toklar va kuchlanishlarning sinusoidal o'zgarishi qonunlari elektr tarmoqlari, bunday sxemalarda kuch ifodasiga o'z ta'sirini o'tkazing. Bu erda umumiy quvvat ishlaydi, u kuch uchburchagi bilan tavsiflanadi va faol va reaktiv komponentlardan iborat.

Barcha bo'limlarda aralash turdagi yuklarga ega elektr uzatish liniyalari orqali o'tayotganda sinusoidal shakldagi elektr toki uning harmonikasining shaklini o'zgartirmaydi. Va reaktiv yuklardagi kuchlanishning pasayishi fazada ma'lum bir yo'nalishda siljiydi. Bir lahzali miqdorlarning ifodalari qo'llaniladigan yuklarning kontaktlarning zanglashiga olib keladigan quvvat o'zgarishiga va uning yo'nalishiga ta'sirini tushunishga yordam beradi.

Shu bilan birga, darhol generatordan iste'molchiga oqim oqimining yo'nalishi va yaratilgan zanjir orqali uzatiladigan quvvat butunlay boshqacha narsalar ekanligiga e'tibor bering, ular ba'zi hollarda nafaqat mos kelmasligi, balki yo'naltirilishi ham mumkin. qarama-qarshi yo'nalishlarda.

Keling, ushbu munosabatlarni ularning ideal, sof ko'rinishida ko'rib chiqaylik turli xil turlari yuklar:

faol;

sig'imli;

induktiv.

Quvvatni faol yukga taqsimlash

Biz generator zanjirning sof faol qarshiligiga qo'llaniladigan u kuchlanishining ideal sinusoidini ishlab chiqaradi deb taxmin qilamiz. Ampermetr A va voltmetr V har bir t vaqtida oqim I va kuchlanish U o'lchaydi.

Grafik shuni ko'rsatadiki, oqimning sinusoidlari va faol qarshilik bo'ylab kuchlanish pasayishi chastota va fazada bir xil tebranishlarni amalga oshiradi. Ularning mahsuloti bilan ifodalangan quvvat ikki barobar chastotada tebranadi va har doim ijobiy bo'lib qoladi.

p=u∙i=Um∙sinōt∙Um/R∙sinʼnt=Um 2 /R∙sin 2 ōt=Um 2 /2R∙(1-cos2ōt).

Ifodaga o'tadigan bo'lsak, quyidagilarga erishamiz: p=P∙(1-cos2ōt).

Keyinchalik, biz T tebranish davri davomida quvvatni birlashtiramiz va bu davrda energiya o'sishi ∆W ortib borishini ko'rishimiz mumkin. Vaqt o'tishi bilan faol qarshilik grafikda ko'rsatilganidek, elektr energiyasining yangi qismlarini iste'mol qilishda davom etadi.

Reaktiv yuklarda energiya iste'moli xususiyatlari boshqacha va boshqa ko'rinishga ega.

Quvvatni sig'imli yukga etkazib berish

Jeneratör quvvat pallasida biz qarshilik elementini C sig'imli kondansatör bilan almashtiramiz.

Tok kuchi va sig‘imdagi kuchlanish pasayishi o‘rtasidagi bog‘liqlik quyidagi munosabat bilan ifodalanadi: I=C∙dU/dt=ō∙C ∙Um∙cosʼnt.

Keling, oqimning lahzali ifodalarining qiymatlarini kuchlanish bilan ko'paytiramiz va sig'imli yuk tomonidan iste'mol qilinadigan quvvat qiymatini olamiz.

p=u∙i=Um∙sinōt∙ōC ∙Um∙cosʼnt=ō∙C ∙Um 2 ∙sinōt∙cosʼnt=Um 2 /(2X c)∙sin2ōt=U 2 /(2X2)♉t.

Bu erda siz quvvat nol atrofida qo'llaniladigan kuchlanishning ikki barobar chastotasida tebranishini ko'rishingiz mumkin. Uning garmonik davrdagi umumiy qiymati, shuningdek, energiya o'sishi nolga teng.

Bu shuni anglatadiki, energiya yopiq zanjir bo'ylab har ikki yo'nalishda harakat qiladi, lekin hech qanday ish qilmaydi. Bu haqiqat manba kuchlanishining mutlaq qiymatga ko'tarilganda, quvvat ijobiy bo'lishi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan energiya oqimi energiya to'plangan idishga yo'naltirilishi bilan izohlanadi.

Kuchlanish tushgan harmonik qismga o'tgandan so'ng, energiya sig'imdan kontaktlarning zanglashiga olib, manbaga qaytadi. Bu ikkala jarayonda ham foydali ish bajarilmaydi.

Quvvatni induktiv yukga etkazib berish

Endi quvvat pallasida biz kondansatkichni L indüktans bilan almashtiramiz.

Bu erda induktivlik orqali oqim quyidagi munosabat bilan ifodalanadi:

I=1/L∫udt=-Um/ōL∙cos ōt.

Keyin olamiz

p=u∙i=Um∙sinōt∙ōC ∙(-Um/ōL∙cosʼnt)=-Um 2 /ōL∙sinōt∙cosʼnt=-Um 2 /(2X L)∙sin2ōt=-U 2 /(2X) ∙sin2ōt.

Olingan ifodalar quvvat yo'nalishidagi o'zgarish tabiatini va sig'imdagi kabi ishlarni bajarish uchun foydasiz bo'lgan bir xil tebranishlarni bajaradigan indüktansdagi energiyaning o'sishini ko'rishga imkon beradi.

Reaktiv yuklar tomonidan chiqarilgan quvvatga reaktiv komponent deyiladi. Ideal sharoitda, ulanish simlari faol qarshilikka ega bo'lmaganda, u zararsiz ko'rinadi va hech qanday zarar keltirmaydi. Ammo haqiqiy elektr ta'minoti sharoitida, davriy o'tishlar va reaktiv quvvatning tebranishlari barcha faol elementlarning, shu jumladan ulanish simlarining isishiga olib keladi, bu ma'lum miqdorda energiya sarflaydi va manbaning qo'llaniladigan to'liq quvvatini kamaytiradi.

Quvvatning reaktiv komponenti o'rtasidagi asosiy farq shundaki, u hech qanday ishlamaydi foydali ish, lekin elektr energiyasining yo'qolishiga va uskunaning haddan tashqari yuklanishiga olib keladi, ayniqsa tanqidiy vaziyatlarda xavfli.

Shu sabablarga ko'ra reaktiv quvvatning ta'sirini bartaraf etish uchun maxsuslar qo'llaniladi.

Aralash yuk quvvatini yetkazib berish

Misol tariqasida, biz faol sig'imli xarakteristikaga ega bo'lgan generatorga yukdan foydalanamiz.

Rasmni soddalashtirish uchun yuqoridagi grafik oqimlar va kuchlanishlarning sinusoidlarini ko'rsatmaydi, lekin yukning faol sig'imli tabiati bilan oqim vektori kuchlanishni olib borishini hisobga olish kerak.

p=u∙i=Um∙sinōt∙ōC ∙Im∙sin(ōt+ph).

Transformatsiyalardan so'ng quyidagilar hosil bo'ladi: p=P∙(1- cos 2ōt)+Q ∙sin2ōt.

Oxirgi ifodadagi bu ikki atama lahzali jami quvvatning faol va reaktiv komponentlaridir. Ulardan faqat birinchisi foydali ish qiladi.

Quvvatni o'lchash asboblari

Elektr energiyasini iste'mol qilishni tahlil qilish va uni to'lash uchun uzoq vaqtdan beri chaqirilgan o'lchash asboblari qo'llaniladi. Ularning ishi oqim va kuchlanishning samarali qiymatlarini o'lchashga va ularni ma'lumot chiqishi bilan avtomatik ravishda ko'paytirishga asoslangan.

Hisoblagichlar elektr hisoblagich yuk ostida yoqilgan paytdan boshlab ortib borayotgan asosda elektr jihozlarining ish vaqtini hisobga olgan holda quvvat sarfini ko'rsatadi.

O'zgaruvchan tok zanjirlarida quvvatning faol komponentini va reaktiv komponentni o'lchash uchun varmetrlar qo'llaniladi. Ular turli xil o'lchov birliklariga ega:

vatt (Vt, Vt);

var (Var, var, var).

Umumiy quvvat sarfini aniqlash uchun vattmetr va varmetr ko'rsatkichlari asosida quvvat uchburchagi formulasi yordamida uning qiymatini hisoblash kerak. U o'z birliklarida - volt-amperlarda ifodalanadi.

Har bir birlikning qabul qilingan belgilari elektrchilarga nafaqat uning kattaligini, balki quvvat komponentining tabiatini ham baholashga yordam beradi.