1.3. Основные характеристики

В данной работе экспериментально исследуются зависимости ,,,от. При,, поэтому ток в неразветвленной части равен току через катушку индуктивности (индуктивно-активная нагрузка). По мере увеличенияувеличивается, а реактивная составляющая тока(6.7) уменьшается, уменьшается и весь ток, достигая минимума при резонансе. Дальнейшее увеличение емкости ведет к увеличению тока, нагрузка - емкостно-активная. Коэффициент мощности (6.8) имеет максимум при резонансе и уменьшается, еслии. Ток через конденсатор (при)

линейно зависит от емкости конденсатора.

1.4. Векторная диаграмма

Векторная диаграмма строится на основании уравнения

. (6.6)

Если известны все токи ,,, то можно построить треугольник токов. Однако неизвестность фазовых сдвигов между токами и напряжениями не позволяет построить вектор напряжения. Поэтому на практике чаще всего векторы токовираскладываются на активную и реактивную составляющие. В этом случае векторная диаграмма строится на основании уравнения

. (6.10)

Построение диаграммы начинают с вектора напряжения (рис. 6.2), (цифры указывают порядок построения). Из точки 0 строится активная составляющая тока (2), из точкиB- реактивная составляющая -(3). Вектор(4) равен сумме активной и реактивной составляющих. Фазовый сдвиг между токоми напряжениемравен. Векторстроится аналогично вектору тока первой ветви (5, 6, 7). Вектор тока неразветвленной части цепи находится как сумма векторови(точки 0 иD). Вектор тока(8) можно разложить на активную составляющую(9) и реактивную(10). Из векторной диаграммы видно, что

,

.

Рис. 6.2. Векторная диаграмма для параллельного контура

1.5. Улучшение коэффициента мощности - компенсация сдвига фаз

Режим резонанса токов выгоден, поскольку ток в сети соединяющий источник и потребитель имеет минимальное значение, так как сеть разгружается от передачи реактивных токов. Поскольку большинство потребителей электроэнергии работают на принципе электромагнитного преобразования энергии, то потребляют большой индуктивный ток, имеют малый . Для повышения коэффициента мощностиможно подключить параллельно потребителю конденсатор с тем, чтобы фазовый сдвиг между током и напряжением достиг заданной величины(рис. 6.3).

Рис. 6.3. Расчет емкости, компенсирующей сдвиг фаз

Учитывая, что ,,,, получаем выражение для емкости; с помощью которой у потребителя с активной мощностьюи фазовым сдвигомможно получить фазовый сдвиг.

(6.10)

Для энергосистем выгоден режим , однако с целью уменьшения габаритов и стоимости емкостной батареи обычно его выбирают в пределах.

2. Экспериментальная установка

Установка включает в себя электрическую цепь, состоящую из двух параллельных ветвей: катушки индуктивности и батареи конденсаторов, активными потерями в конденсаторе можно пренебречь (, рис. 6.4). В каждую ветвь включены амперметры. По показанию вольтметра и амперметров ветвей можно определить полное сопротивление или полную проводимость ветвей. Для определения активного сопротивления катушки включен ваттметр, который совместно с амперметромпозволяет косвенно найти его. Амперметр в неразветвлённой части цепи показывает общий ток.

Рис. 6.4. Схема экспериментальной установки