3.4.9. Коэффициент мощности

Активная мощность, развиваемая генератором при номинальном режиме, определяется по формуле

, (3.44)

где - номинальное напряжение генератора,- номинальный ток, который при длительном протекании вызывает предельно до­пустимое нагревание генератора.

Полное использование мощности генератора происходит, когда cos φ = 1. В этом случае активная мощность Р максимальна и равна номинальной полной мощности

. (3.45)

Таким образом, уменьшение cos φ , значение которого опреде­ляется характером нагрузки, приводит к неполному использованию генератора. Если приемник энергии (нагрузка) работает при неизмен­ных напряжении и мощности, то ток нагрузки генератора будет тем больше, чем меньше cosφ. Покажем это. Обозначим через , ток, со­ответствующий значению. Так как мощность согласно условию не меняется

,

откуда

. (3.46)

Увеличение тока генератора приводит к возрастанию тепловых по­терь в линиях передачи энергии. Действительно, мощность тепловых потерь в линии , гдеr - сопротивление проводов линии пе­редачи. Подставляя значение I из (3.46), получим

, (3.47)

где - потери в линии при.

Следовательно, при постоянной мощности потребителя Р умень­шение cos φ приводит к увеличению тепловых потерь в линии переда­чи, которые растут обратно пропорционально квадрату коэффици­ента мощности. Для полного использования номинальной мощности генераторов и уменьшения тепловых потерь необходимо повышать cos φ приемников энергии до значений, близких к единице (0,95 ÷ 1,0).

Для повышения cos φ параллельно приемнику энергии включают батареи конденсаторов. Благодаря этому источником реактивной энергии для приемника становится емкость, и линия передачи разгру­жается от реактивного тока.

На практике к приемникам с подходящим cos φ относятся наибо­лее распространенные в качестве промышленного привода асинхрон­ные двигатели. Значение cosφ у них колеблется в пределах 0,1 ÷ 0,3 при холостом ходе и 0,8 ÷ 0,85 - при номинальной нагрузке.

ТЕСТЫ ПО ГЛАВЕ 3

ТЕСТ № 3.1. Цепь с активным сопротивлением

Вопросы		Варианты ответа	Выбран вариант
1.В цепи с активным сопротивлением энергия источника преобразуется в энергию:		Магнитного поля
		Электрического поля
		Тепловую
		Магнитного, электрического полей и тепловую
2.Возможно ли практически реализовать чисто активное сопротивление?		Возможно
		Невозможно
	3.Напряжение на зажимах данной цепи u =100 sin 314 t. Определите показание амперметра и вольтметра, если r =100 Ом.	I = 1 A; U = 100 B
		I = 0,7 A; U = 70 B
		I = 0,7 A; U = 100 B
4.Напряжение на зажимах цепи с активным сопротивлением изменяется по закону u =200 sin (314 t + / 4). Определите закон изменения тока в цепи, если r = 50 Ом		i = 4,4 sin 314t
		i = 4,4 sin (314t + / 4).
		i = 3,1 sin (314t + / 4).
5.При каком соотношении между t и Т (период переменного тока) нельзя воспользоваться формулой W = Pt для определения расхода энергии за время t ?		t >>T
		t = k T (k – целое положительное число)
		t < T

ТЕСТ № 3.2. Цепь с индуктивностью

Вопросы	Варианты ответа	Выбран вариант
1.Э.д.с. индукции в катушке достигает максимума, когда ток имеет	Максимум
	Нулевое значение
2.Ток в цепи с L изменяется по закону i = Im sin  t. Как будет изменяться магнитный поток в катушке?	Ф = Фm sin ( t - / 2)
	Ф = Фm sin ( t + / 2)
	Ф = Фm sin  t
3.Определите угол сдвига фаз между магнитным потоком и э.д.с. самоиндукции в катушке индуктивности	Ф отстает от ЕL на угол  / 2
	Ф и ЕL совпадают по фазе
	Ф опережает ЕL на угол / 2
4.Э.д.с. самоиндукции катушки изменяется по закону еL =Em sin  t. По какому закону будет изменяться магнитный поток в катушке?	Ф = Фm sin ( t -  / 2)
	Ф = Фm sin t
	Ф = Фm sin ( t +  / 2)
	Ф = Фm sin (t + )
5.Ток в цепи с L изменяется по закону i = Im sin ( t -  / 2). Как будут изменяться напряжение и э.д.с. самоиндукции в цепи?	u = Um sin  t eL =Em sin ( t - )
	u = Um sin ( t -  / 2) eL =Em sin ( t +  / 2)
	u = Um sin ( t+  / 2) eL =Em sin ( t -  / 2)