17. Баланс мощностей в цепи переменного тока. Коэффициент мощности.

Баланс мощностей в цепи перемен. тока.

1. Р_ист=Р_пр=RI²;

Активная мощность источников энергии равна в цепи переменного тока сумме активных мощностей приемников электрической энергии.

2. Q_ист=Q_пр=XI²

Алгебраическая сумма реактивных мощностей приемников энергии = алгебраической сумме реактивных мощностей источников энергии.

Коэффициент мощности (cos)

1 – линия передачи энергии,

2 – приемник электрической энергии,

3 – конденсатор реактивной мощности.

Сопротивление R_Н символизирует мощность, которая расходуется безвозвратно, т.е. переходит в другие виды энергии.

R_Л – сопротивление линий передачи энергии.

Большинство потребителей имеет индуктивный хар-р, т.к. необходимо наличие реактивной мощ-ти для создания магнитного поля. В связи с этим напряжение опережает ток на угол . Косинус этого угла и называется коэффициентом мощности.

Коэффициент мощ-ти (cos) – это отношение активной мощности к полной мощности и показывает какая часть электрической энергии необходимо преобразовать в другие виды энергии:

cos=P/S=I_A/I;

По линии передачи эл. эн. кроме активной мощности передается реактивная (индукция) мощность, кот. в течении одного периода колебания заимствуется из источника энергии и затем возвращается ему. Это постоянно перетекающая мощность. Для компенсации реактивной мощности, ||-но c нагрузкой подключают элемент, имеющей ёмкостный хар-р. В результате реактивная мощность, необходимая для создания магнитного поля, заимствуется не по линии передачи энергии, имеющей существенное сопротивление из-за её большой протяжённости, а от источника реактивной мощности, расположенного непосредственно возле приёмника электроэнергии, т.е. практически без потерь. Идеальный случай компенсации, когда cos=1. Если реактивная мощность компенсатора больше реактивной мощности приёмника, то cos<1 и в линии передачи энергии опять-таки будет протекать реактивная (ёмкостная) мощность. Это явление называется перекомпенсация и также нежелательно.

18. Переходные процессы в цепях постоянного тока. Законы коммутации. Переходные процессы в цепи постоянного тока

Любые изменения в электрических цепях можно представить в виде переключения, называемом в общем случае коммутацией. Процессы, возникающие при переходе цепи из одного установленного режима в другой, называются переходными. Возникновение переходных процессов обусловлено наличием в цепи ёмкостных и индуктивных элементов, которые способны накапливать соответственно энергию электрического и магнитного поля.

Законы коммутации:

1. Ток в цепи с индуктивным элементом в начальный момент после коммутации (+0) имеет тоже значение, что и перед коммутацией (-0), т.е. ток через индуктивность не может измениться скачком.

i_L(+0)=i_L(-0)=i_L(0); iR+L(di/dt)=E; L(di/dt)→∞.

С качкообразное изменение тока означает, что di/dt=∞, а величина тока, ЭДС и сопротивление конечны, тогда скачкообразное изменение тока через индуктивность противоречит 2-му закону Кирхгофа.

2) Напряжение на емкостном элементе в начальный момент времени после коммутации имеет тоже значение, которое оно имело перед коммутацией, т.е. напряжение на емкостном элементе не может измениться скачком. u_C(+0)= u_C(-0)= u_C(0); iR+ u_C=E; i=C(du_C/dt); CR(du_C/dt)+u_C=E;

Е сли напряжение на ёмкостном элементе изменится скачком, то du_C/dt→∞ и первое значение в формуле также →∞, а поскольку u_C величины конечные, то это привело бы к нарушению 2-го закона Кирх.

i_L(+0)=i_L(-0)=i_L(0) и u_C(+0)=u_C(-0)=u_C(0) – начальные условия переходного процесса.