2. Завдання до розрахунку та порядок його виконання

Вхідні дані до розрахунку зведені в таблицю 1. Ними є активна споживана потужність Р (кВт), коефіцієнт потужності навантаження КР і коефіцієнт потужності КР_К, який необхідно отримати в результаті заходів по компенсації реактивної потужності. Номінальну напругу мережі для всіх варіантів прийняти 220 В, а частоту 50 Гц.

Таблиця 1

№	P	KP	KPK	№	P	KP	KPK	№	P	KP	KPK
1	1	0,6	0,9	6	6	0,6	0,95	11	11	0,6	0,93
2	2	0,65	0,93	7	7	0,65	0,9	12	12	0,65	0,95
3	3	0,7	0,95	8	8	0,7	0,93	13	13	0,7	0,9
4	4	0,75	0,9	9	9	0,75	0,95	14	14	0,75	0,93
5	5	0,8	0,93	10	10	0,8	0,9	15	15	0,8	0,95

Порядок розрахунку.

1. Повна потужність навантаження до компенсації реактивної потужності:

. (16)

2. Реактивна потужність навантаження до її компенсації:

. (17)

3. Кут зсуву фаз між напругою і струмом до компенсації реактивної потужності:

. (18)

4. Повна потужність навантаження, яка отримана в результаті компенсації реактивної потужності:

. (19)

5. Реактивна потужність навантаження, яка отримана в результаті компенсації:

. (20)

6. Кут зсуву фаз між напругою і струмом, який отримано в результаті компенсації реактивної потужності:

. (21)

7. Величину реактивної потужності, яку необхідно компенсувати, щоб отримати заданий коефіцієнт потужності КР_К, можна визначити з урахуванням позначень на рис. 6:

. (22)

8. Ємність компенсуючого конденсатора визначається реактивною потужністю, яка буде компенсуватися, і розраховується за наступною формулою:

. (23)

9. Еквівалентний опір, який визначає активну потужність навантаження:

. (24)

10. Еквівалентна індуктивність, яка визначає реактивну потужність навантаження:

. (25)

3. Завдання до експерименту та порядок його виконання

Експериментальне дослідження явища компенсації реактивної потужності комплексного лінійного навантаження здійснюється шляхом моделювання в середовищі програми Еlесtrоnісs Workbench в два етапи.

Перший етап.

1.1. Скласти схему, яка показана на рис. 7, з номіналами R та L розрахованими відповідно до свого варіанту завдання за допомогою виразів (24) і (25). Допоміжний опір R_S прийняти рівним 0,01 Ом, напруга мережі 220 В, частота 50 Гц. (Конденсатор С відключений!)

Рис. 7. Схема дослідження компенсації реактивної потужності

3.2. Включити режим моделювання.

3.3. За допомогою вбудованого амперметра, який заздалегідь необхідно перевести в режим вимірювання змінного струму (АС), визначити діюче значення струму навантаження.

3.4. Визначити повну потужність S як добуток діючого значення цього струму І на діюче значення напруги U. Порівняти з результатом отриманим за допомогою виразу (16).

3.5. За допомогою вбудованого осцилографа зафіксувати осцилограми напруги та струму і визначити зсув фаз між ними φ. Отримана величина повинна відповідати виразу (18).

Другий етап.

3.6. За допомогою перемикача підключити паралельно до навантаження (див. рис. 7) конденсатор, ємність якого визначено за допомогою виразу (23).

3.7. Знову включити режим моделювання.

3.8. Визначити струм навантаження I_K, який отримано в результаті компенсації.

3.9. Визначити повну потужність S_К після компенсації реактивної потужності як добуток діючого значення струму I_K на діюче значення напруги U. Чисельно вона повинна дорівнювати величині отриманій за допомогою виразу (21).

3.10. За допомогою вбудованого осцилографа зафіксувати осцилограми напруги та струму і визначити зсув фаз між ними φ_К після компенсації реактивної потужності. Отримана величина повинна відповідати виразу (15).

4. Зміст звіту

1. Сформулювати мету роботи.

2. Результати розрахунку звести в таблицю 2.

Таблиця 2

S	Q	φ	SK	QK	φK	QC	C	R	L

3. Представити досліджувану схему.

4. Побудувати трикутник потужностей з урахуванням компенсації реактивної потужності, як показано на рис. 6.

5. Побудувати графік миттєвої потужності до компенсації і після компенсації реактивної потужності.

6. Сформулювати висновок.