9. Измерение мощности в трехфазной сети

Метод двух ваттметров для измерения мощности однородной трехфазной нагрузки представлен на рис.33.

Для данной схемы независимо от соединения нагрузки можем записать: P_3ф = W₁ + W₂; .

При симметричной нагрузке (модули и фазы сопротивлений нагрузки равны между собой) измерение мощности можно производить одним ваттметром, включенным на фазное напряжение и фазный ток, P_3ф = 3W₁.

П ри несимметричной нагрузке требуется измерение тремя ваттметрами, включаемыми в каждую фазу.

10. Нелинейные цепи

К нелинейным относятся цепи, содержащие нелинейные элементы (НЭ), у которых параметры R, L и С зависят от напряжения U, тока I и магнитного потока Ф.

Особенностью нелинейных элементов является наличие статического и динамического сопротивлений. Рассмотрим их на примере вольт-амперной характеристики (рис.34).

Статическое сопротивление

.

Динамическое сопротивление

.

Динамическое сопротивление используется для нахождения общего решения системы уравнений электрического равновесия электрической цепи.

ВАХ делятся на симметричные и несимметричные относительно начала координат, на монотонные, если производная не меняет свой знак, и немонотонные при смене знака производной. Кроме этого, они могут быть управляемыми (тиристор, транзистор) и неуправляемыми (диод, стабилитрон).

Если ВАХ НЭ проходит через начало координат, то это пассивный элемент, в котором происходят необратимые преобразования электрической энергии. В противном случае отрезки от начала координат до пересечения с ВАХ будут определять наличие источников энергии, которая отдается во внешнюю по отношению к НЭ часть цепи.

В качестве примера нелинейных элементов можно назвать диод, стабилитрон и варистор.

11. Магнитные цепи

Электрический ток связан с магнитным полем. Основные величины, характеризующие магнитное поле, следующие.

Магнитный поток Ф, измеряется в веберах, . Для катушки индуктивности .

Магнитная индукция В – интенсивность магнитного потока, (где S – сечение магнитопровода).

Напряженность магнитного поля связана с магнитной индукцией соотношением .

Магнитная проницаемость вещества .

Относительная магнитная проницаемость .

Магнитная проницаемость в вакууме .

Все вещества по величине магнитной проницаемости делятся на: диамагнетики –   ₀ (висмут); парамагнетики –   ₀ (кислород); ферромагнетики –   ₀ (железо, кобальт, никель и их сплавы).

Кривая намагничивания (рис.35) показывает связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля. У ферромагнетиков эта связь существенно нелинейна.

В стали потери на перемагничивание пропорциональны площади, ограниченной кривой намагничивания. Материалы с большой площадью кривой намагничивания называются магнитотвердыми, с малой площадью кривой намагничивания магнитомягкими, например, электротехническая сталь. Материалы, имеющие прямоугольную петлю гистерезиса, используются в автоматике и вычислительной технике.