29. Резонанс струмів.

Резона́нс (фр. resonance, от лат. resono — откликаюсь) — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания. Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. Степень отзывчивости в теории колебаний описывается величиной, называемой добротность. Явление резонанса впервые было описано Галилео Галилеем в 1602 г в работах, посвященных исследованию маятников и музыкальных струн

30. Загальні випадки…

31. Потужність в колах змінного струму.

Як відомо, потужність постійного струму є добутком напруги на силу струму.

У разі змінного струму і напруга і сила струму періодично змінюється в часі. Тому потужність змінного струму можна подати у вигляді активної та реактивної потужності.

1.Активна потужність.

Активна потужність споживається активним опором, де відбувається перетворення електричної енергії в енергію іншого виду (механічну, світлову, теплову…)

                                                 

U, I – діючі значення сили струму та напруги;  коефіцієнт потужності.

Одиниці вимірювання активної потужності:

                                                   

Наприклад, якщо   деякого пристрою дорівнює 0,4, то це означає. Що даний пристрій споживає з кола потужність IU, а використовує лише 0.4 цієї потужності.

2.Реактивна потужність.

Реактивна потужність накопичується котушкою індуктивності при зростанні сили струму в колі у вигляді магнітного поля.

                                                              

                                                                    

Реактивна потужність не споживається приймачем енергії і не бере участі у процесі перетворення електричної енергії в енергію іншого виду. Ця потужність циркулює між джерелом і приймачем енергії, навантажуючи при цьому проводи їхніх обмоток і ліній, що з’єднують приймач енергії із джерелом, а також збільшує втрати енергії в них.

3.Повна потужність.

                                                                

Одиниці вимірювання:

                                                                  

                                                               - коефіцієнт потужності.

Коефіцієнт потужності показує, яка частина повної потужності споживається електричним колом.

                                                                          

32. Отримання трифазної е.Р.С.

Системою трифазного струму називається сукупність трьох однофазних змінних струмів, зсунутих за фазою на кут 120⁰.

Розробив трифазну систему російський електротехнік М.О. Доливо-Добровольський у 1888 р. Винятково високі якості трифазної системи явилися причиною всесвітнього її застосування. Розглянемо конструкцію найпростішого генератора трифазного струму (рис.3.38).

У пазах статора симетрично по колу розташовані три однакові котушки, початок і кінець кожної з яких зсунуті в просторі на кут 120⁰. Початок котушок позначений А, В, С, кінець - X, Y, Z.

Ротор - електромагніт, що обертається за годинною стрілкою. При обертанні ротора обертається і його магнітне поле. Магнітні силові лінії перетинають обмотки статора. У них індукуються ЕРС однієї й тієї ж частоти, однакової амплітуди, але зсунуті за фазою на кут 120⁰.

Прийнявши за початок відліку часу момент, у який ЕРС першої фази дорівнюють нулю, можна записати миттєві значення всіх трьох ЕРС:

фаза А:   ,

               фаза В:    ,

           фаза С:

.

Якщо система ЕРС симетрична, то  трифазна система симетрична, і можна записати:

                                                  Е_1М = Е_2М = Е_3М                                                         (3.58)

або за допомогою  символічного методу

,

,

.

Лінійна діаграма ЕРС (або часова діаграма) приведена на рис.3.39.

Рис.3.39 - Лінійна діаграма ЕРС.

Векторна діаграма ЕРС приведена на рис.3.40.

Рис.3.40- Векторна діаграма ЕРС.

Генератори станцій виконуються синхронними, тобто з точно визначеною швидкістю обертання (на ДРЕС - 3000 об/хв). Частота мережі, що живить, повинна становити 50±2% Гц. Зниження частоти струму нижче 49 Гц призводить до різкого збільшення сили струму в мережах в основному через збільшення струму, який споживається парком двигунів. Зниження частоти струму обумовлює зниження частоти обертання вала двигуна, що за постійної необхідної потужності веде до збільшення обертового моменту ротора двигуна, а отже, і до росту струму, що споживається двигуном із мережі. Такий режим роботи електроустановок є не тільки аварійним, але і пожежонебезпечним. Він призводить до виходу з ладу трансформаторних підстанцій, загоряння електродвигунів і проводів, що їх підключають.

Трифазна система (трифазний струм) має наступні переваги перед однофазною:

-  одержання обертового магнітного поля за нерухомих обмоток;

-  економічна передача енергії на відстані;

-  можливість використання однієї фази як однофазного струму ;

-  забезпечує високу якість при випрямленні за різноманітних напруг і потужностей.