10. Колебания энергии и мощности

Рассмотрим энергетический процесс в цепи синусоидального тока с помощью реальной индуктивной катушкой в которой происходит создание магнитного поля сопровождается нагревом отмотки.

Рис

1)0t₁Мощность положительная. Ток в катушке повышается и она потребляет энергию от цепи затрачивая на создание магнитного поля, и нагревания своей отмотки

2) t₁ t₂Мощность положительна, энергия потребляется источника, однако с уменьшением скорости нарастает ток, уменьшается энергия магнитного поля, которая вместе с потребляемой расходуется на нагрев отмотки.

3)t₂→Т/2ток и напряжение имеют разные знаки, мощность отрицательна и энергия поступает в сеть.активная мощность- это мощность потребляемая катушкой на нагрев отмотки

P=I²R=UT*cosⱷ

Реактивная мощность- это мощность обмена энергией между катушкой и сетью

Q=I²X_L=UIcos ⱷ

Полная мощность суммарная мощность потребляемая катушкой из сети

P+IQ=UQ

Коэффициент мощности-доля активной мощности к полю

cos ⱷ=P\S

11.Практическое значение коэффициента мощности

Источник питания выгодно эксплуатируется так что бы все его выработанная энергия уходила на совершение полезной работы. Это энергия определяется активной составляющей мощности. Соответственно надо стремиться к увеличению доли активности составляющей, то есть увеличивать коэффициент мощности. Однако нагрузка в своем большинстве содержит индуктивные элементы. Следовательно всегда происходит обмен энергией между нагрузкой и истинным питания. В результате которого не совершаются полезные работы. С целью компенсации реактивного составляющего таких нагрузок параллельно нагрузки включенной к батареи конденсаторов, тогда ток от источника питания:

I_n=i_H-i_c

Подбором емкости батареи можно добиться резонансного режима в котором нагрузка будет обмениваться энергией только с конденсатором тем самым обеспечивается максимальный коэффициент мощности

За счет этого можно уменьшить потребляемый ток и следовательно подключить дополнительные нагрузки или уменьшить сечение линии электропередач.