Мощность электрического тока
Мощность электрического тока
Мощность тока, как и напряжение и сила тока, является одним из основных параметров, определяющих работу цепи. Этот показатель всегда присутствует в технических характеристиках двигателей, трансформаторов и генераторов.
генератор электростанции
Определение
Чтобы понять, что такое нынешняя власть, необходимо определить, как она работает, ведь они неразделимы. В работу электрического тока входит преобразование энергии из электрической в тепловую, кинетическую энергию и т д. Мерой этой энергии является работа. Сила тока – это скорость, с которой происходит трансформация. Формулу можно выразить как:
Мощность тока измеряется по формуле – Дж/с. Полученная единица измерения называется ватт (Вт). Другая единица измерения мощности, часто используемая в энергетической сфере, представляет собой результат другой формулы:
Это вольт-ампер (ВА) и его производные кВА, мВА.
Важно! Из последней формулы видно, что увеличивая напряжение и малый ток или меняя местами количественные значения этих показателей, можно получить одинаковую силу тока. Поскольку потери выше при больших токах, эта зависимость используется при передаче энергии на большие расстояния по линиям электропередачи высокого напряжения.
В цепи постоянного тока имеется мощность, измеряемая в ваттах. Электричество, используемое в расчетах сети переменного тока, может быть:
- позитивный;
- реактивный;
- полный; полный;
- Сложный.
Активная
Эта текущая мощность определяет общую работу, затрачиваемую на преобразование энергии. Примером является энергия, выделяемая для нагрева резистора.
Формула расчета:
где «φ» — угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения.
При подстановке в формулу показателей U и I берется среднеквадратическое значение.
Формула расчета мощности
Реактивная
Текущая реактивная мощность – количественный показатель, используемый для оценки емкостных и индуктивных нагрузок в сети.
Формула расчета:
Для реактивной мощности в электрическом токе единицей измерения является вольт-ампер реактивный (вар, квар, мвар).
При расчете мощности в цепи с включенным дросселем или конденсатором появляется реактивная составляющая:
- Индуктором может быть любая катушка: трансформатор, реактор, обмотка двигателя и т д. Поскольку процесс самоиндукции происходит постоянно, не вся электрическая энергия преобразуется в другую форму, а определенное количество электрической энергии возвращается в сеть. Сеть работает с перегрузкой из-за того, что ее векторы не совпадают по фазе;
- Конденсатор — это конденсатор, который работает аналогично, но смещение вектора возвращаемой энергии обратно по фазе смещению вектора индуктивности.
Важно! Для улучшения качества электроэнергии и повышения эффективности работы сети характеристики катушек индуктивности и конденсаторов, работающих в противоположных фазах, используются для компенсации реактивной энергии (с помощью батарей конденсаторов).
Читайте также статью: Уход за бородой в домашних условиях: подробная инструкция с рекомендациями экспертов
Полная
Зная активную и реактивную составляющие, можно определить, чему равна полная мощность тока. Хоть оно и не характеризует фактическое энергопотребление, но необходимы расчеты для определения загрузки элементов сети: ВЛ и кабельных линий, распределительных устройств, трансформаторов.
Формула расчета:
S = U*I, результат измеряется в вольт-амперах.
Если проводить расчеты с использованием активной и реактивной составляющих, то полное значение мощности определяется путем извлечения квадратного корня из суммы их квадратов.
Как измеряется
Количественные показатели мощности измеряются различными способами с использованием различных инструментов:
- Ваттметр, вольтметр для прямого измерения;
- Амперметры и вольтметры для косвенных измерений;
- Фазометр позволяет оценить влияние реактивных составляющих.
Прямые замеры
Видео: Урок 163 (осн). Работа и мощность электрического тока
Используется для непосредственного измерения показателей активной и реактивной мощности. Все ваттметры и счетчики реактивной мощности делятся на:
- моделирование. Существуют также стрелочные приборы с магнитофонами. Они отображают значения активной мощности. Они состоят из неподвижной катушки, включенной последовательно в цепь, и подвижной катушки, включенной параллельно. Игла отклоняется из-за взаимодействия возникающих магнитных полей;
- цифровой. Они содержат микропроцессоры, которые рассчитывают значения активных и реактивных составляющих на основе измерений тока и напряжения.
Доступные в трехфазном и однофазном исполнении, многофункциональные ваттметры используются для измерения других параметров: частоты, тока, напряжения.
Косвенные замеры
Для косвенных измерений подключите к схеме амперметры и вольтметры, снимите их показания, а затем подставьте их в формульные выражения для расчета количественного показателя мощности.
Фазометры
с помощью фазометра можно измерить коэффициент cos φ, на который умножается активная мощность, что позволит оценить влияние реактивной составляющей.
аналоговые устройства работают по тому же принципу, что и тот же ваттметр. Только шкала градуируется по значениям cos φ. Устройство подключается к одним клеммам последовательно, а к другим параллельно для измерения напряжения и тока. В трехфазном оборудовании все фазы должны быть соединены.
Высокоточные цифровые приборы содержат детекторы, которые напрямую сравнивают фазы, и микропроцессоры, обрабатывающие информацию.
Фазометры имеют широкий спектр применения при регулировании работы генераторов и синхронных двигателей:
- для синхронных двигателей cos φ зависит от тока возбуждения. При настройке его функции в режиме выхода реактивной составляющей с целью снижения ее негативного влияния используется фазометр;
- генератор использует ручную регулировку cos φ для поддержания стабильности параметров в режиме запуска. Если нагрузка является индуктивной и cos φ снижается в индуктивной области шкалы, может произойти опасный нагрев обмоток статора. Когда cos φ находится в емкостной области, работа генератора потребляет ток, что недопустимо.
Регулирование cos φ
если cos φ уменьшается, потери в сети увеличиваются и полезная часть преобразованной мощности уменьшается. Соответственно, растет и потребление из Интернета. При этом напряжение падает.
важный! Чтобы обеспечить наилучший баланс между параметрами сетки, cos перцептивной части шкалы фазометра необходимо поддерживать на уровне 0,95.
для компенсации индуктивных нагрузок (тем самым снижая cos φ) на подстанциях устанавливаются батареи конденсаторов. Когда составляющая индуктивности значительно упадет, аккумулятор отключится. Иногда это делается автоматически. Cos φ контролируется с помощью фазометра.
Расчет различных видов мощности показывает надежность и эффективность сети и позволяет количественно оценить потери.
Читайте также статью: Особенности выбора пластиковых окон
