Активная, реактивная, полная мощности в однофазных и трехфазных цепях
Однофазные цепи
Активная мощность – соответствует той части электрической энергии, которая необратимо превращается в другие виды энергии. Именно значение активной мощности важно для потребителя, поэтому ее стараются увеличить за счет уменьшения φ.
.
(3.14)
Вт.
Реактивная мощность
,
(3.15)
вар
(вольт-ампер реактивный).
Полная мощность
, (3.16)
.
.
Трехфазные цепи
Электрическая цепь, в которой действует одна ЭДС, называется однофазной. В многофазной цепи имеется несколько ЭДС, которые одинаковы по частоте, но сдвинуты относительно друг друга по фазе. Наибольшее распространение нашли трехфазные цепи. В этих цепях ЭДС определяется уравнениями:
, (3.17)
где
–
мгновенное значение ЭДС первой фазы
(фазы А);
–амплитудное
значение ЭДС первой фазы.
, (3.18)
. (3.19)
Если
=
=
,
то трехфазная система ЭДС называется
симметричной. Такая
система создается трехфазным синхронным
генератором (СГ).
Потери активной мощности в трансформаторах (переменные и постоянные)
Холостой ход (х.х.) – режим работы трансформатора, при котором ток во вторичной обмотке I2 = 0 (Z = ∞). Ток холостого хода – ток, который при номинальном напряжении и номинальной частоте устанавливается в одной из обмоток при другой разомкнутой обмотке.
Короткое замыкание (к.з.) – режим работы трансформатора, при котором напряжение вторичной обмотки U2 = 0 (Z = 0).
Напряжение к.з. – напряжение, которое при номинальной частоте следует подвести к зажимам одной из обмоток при замкнутой накоротко другой обмотке, чтобы в них установились номинальные токи.
Потери х.х. и к.з. определяют экономичность работы трансформатора. Потери х.х. состоят из потерь в стали на перемагничивание и вихревые токи.
Потери к.з. состоят из потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструкциях трансформатора. Добавочные потери вызваны магнитными полями рассеяния, создающими вихревые токи в крайних витках обмотки конструкциях трансформатора. Для их снижения обмотки выполняются многожильным транспонированным проводом, а стенки бака экранируются магнитными шунтами.
Потери х.х.
.
(3.20)
Для трехфазного трансформатора
.
(3.21)
Потери к.з.
.
(3.22)
Для трехфазного трансформатора
.
(3.23)
Магнитная индукция
В пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает поле, называемое магнитным. Наличие магнитного поля обнаруживается по силовому воздействию на внесенные в него проводники с током. При исследовании магнитного поля используется замкнутый плоский контур с током (рамка с током). Т.к. рамка с током испытывает ориентирующее действие поля, то на нее действует пара сил. Вращающий момент сил определяется формулой:
, (3.24)
где рм – вектор магнитного момента рамки,
В – вектор магнитной индукции – количественная характеристика магнитного поля.
Вектор магнитной индукции В – из выражения закона Ампера можно сформулировать физический смысл индукции магнитного поля.
, (3.25)
где Fa – сила, действующая на проводник с током в магнитном поле,
I – ток в проводнике,
В – вектор магнитной индукции,
l – длина проводника,
sinα – угол между током I и вектором магнитной индукции В.
. (3.26)
Вывод.
Магнитная индукция В – силовая характеристика магнитного поля (векторная величина). Магнитная индукция В численно равна силе, действующей со стороны магнитного поля на проводник единичной длины, по которой течет ток 1А в случае, когда проводник расположен перпендикулярно силовым линиям магнитного поля.
.