Apakah bekalan elektrik?

Manusia moden sentiasa menghadapi elektrik dalam kehidupan seharian dan di tempat kerja, menggunakan peranti yang menggunakan arus elektrik dan peranti yang menjananya. Apabila bekerja dengan mereka, anda harus sentiasa mengambil kira keupayaan mereka yang wujud dalam ciri teknikal.

Salah satu penunjuk utama mana-mana peranti elektrik ialah kuantiti fizikal seperti tenaga elektrik... Adalah lazim untuk memanggil intensiti atau kelajuan penjanaan, penghantaran atau penukaran elektrik kepada jenis tenaga lain, contohnya, haba, cahaya, mekanikal.

Pengangkutan atau pemindahan tenaga elektrik yang besar untuk tujuan industri dijalankan mengikut talian kuasa voltan tinggi.

Transformasi tenaga elektrik dijalankan di pencawang pengubah.

Penggunaan elektrik berlaku dalam peralatan rumah tangga dan industri untuk pelbagai tujuan. Salah satu jenis biasa mereka ialah lampu pijar pelbagai peringkat.

Kuasa elektrik penjana, talian kuasa dan pengguna dalam litar DC dan AC mempunyai makna fizikal yang sama, yang secara serentak dinyatakan dalam nisbah yang berbeza bergantung pada bentuk isyarat komposit. Untuk mentakrifkan corak umum, tanggapan nilai serta-merta... Mereka sekali lagi menekankan pergantungan kadar perubahan elektrik pada masa.

Penentuan kuasa elektrik serta-merta

Dalam kejuruteraan elektrik teori, untuk memperoleh hubungan asas antara arus, voltan dan kuasa, imej mereka dalam bentuk nilai serta-merta, yang ditetapkan pada masa tertentu, digunakan.

Jika dalam tempoh masa yang sangat singkat ∆t satu cas asas q di bawah pengaruh voltan U bergerak dari titik «1» ke titik «2», maka ia melakukan kerja yang sama dengan perbezaan potensi antara titik-titik ini. Membahagikannya dengan selang masa ∆t, kita mendapat ungkapan untuk kuasa serta-merta per unit cas Pe (1-2).

Oleh kerana bukan sahaja caj tunggal bergerak di bawah tindakan voltan yang dikenakan, tetapi juga semua yang bersebelahan yang berada di bawah pengaruh daya ini, bilangan yang mudah diwakili oleh nombor Q, maka nilai serta-merta kuasa PQ (1-2) boleh ditulis untuk mereka.

Selepas melakukan transformasi mudah, kami memperoleh ungkapan untuk kuasa P dan pergantungan nilai serta-mertanya p (t) pada komponen hasil darab arus segera i (t) dan voltan u (t).

Penentuan kuasa elektrik yang berterusan

V litar DC magnitud penurunan voltan dalam bahagian litar dan arus yang mengalir melaluinya tidak berubah dan kekal stabil, sama dengan nilai serta-merta.Oleh itu, kuasa dalam litar ini boleh ditentukan dengan mendarabkan nilai-nilai ini atau membahagikan kerja yang sempurna A dengan tempoh pelaksanaannya, seperti yang ditunjukkan dalam gambar penjelasan.

Penentuan kuasa elektrik arus ulang alik

Undang-undang variasi sinusoidal arus dan voltan yang dihantar melalui rangkaian elektrik mengenakan pengaruhnya ke atas ekspresi kuasa dalam litar tersebut. Kuasa ketara memainkan peranan di sini, yang diterangkan oleh segi tiga kuasa dan terdiri daripada komponen aktif dan reaktif.

Arus elektrik sinusoidal apabila melalui talian kuasa dengan jenis beban bercampur dalam semua bahagian tidak mengubah bentuk harmoniknya. Dan penurunan voltan pada beban reaktif beralih mengikut fasa ke arah tertentu. Ungkapan nilai momen membantu memahami kesan beban yang dikenakan pada perubahan kuasa dalam litar dan arahnya.

Pada masa yang sama, segera beri perhatian kepada hakikat bahawa arah aliran arus dari penjana kepada pengguna dan kuasa yang dihantar melalui litar yang dicipta adalah perkara yang sama sekali berbeza, yang dalam beberapa kes mungkin bukan sahaja tidak bertepatan, tetapi juga diarahkan ke arah yang bertentangan.

Pertimbangkan perhubungan ini dalam manifestasi ideal dan tulen mereka untuk pelbagai jenis beban:

• aktif;

• kapasitif;

• induktif.

Pelesapan kuasa beban aktif

Kami akan mengandaikan bahawa penjana menghasilkan voltan sinusoidal ideal u yang digunakan pada rintangan aktif semata-mata litar. Ammeter A dan voltmeter V mengukur arus I dan voltan U setiap kali t.

Graf menunjukkan bahawa sinusoid arus dan penurunan voltan merentasi rintangan aktif sepadan dalam frekuensi dan fasa, membuat ayunan yang sama. Daya yang dinyatakan oleh produk mereka berayun pada dua kali kekerapan dan sentiasa kekal positif.

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ Um / R ∙ sinωt = Um2/ R ∙ sin2ωt = Um2/ 2R ∙ (1-cos2ωt).

Jika kita pergi ke ungkapan voltan operasi, maka kita dapat: p = P ∙ (1-cos2ωt).

Kami kemudiannya akan menyepadukan kuasa sepanjang tempoh satu ayunan T dan kami akan dapat melihat bahawa keuntungan tenaga ∆W semasa selang ini meningkat. Dari masa ke masa, rintangan terus menggunakan bahagian baru elektrik, seperti yang ditunjukkan dalam graf.

Dengan beban reaktif, ciri penggunaan tenaga adalah berbeza, mereka mempunyai bentuk yang berbeza.

Pelesapan kuasa kapasitif

Dalam litar elektrik penjana, gantikan elemen perintang dengan kapasitor bermuatan C.

Hubungan antara arus dan penurunan voltan dalam kapasitansi dinyatakan dengan nisbah: I = C ∙ dU / dt = ω ∙ C ∙ Um ∙ cosωt.

Kami mendarabkan nilai-nilai ungkapan serta-merta arus dengan voltan dan mendapatkan nilai kuasa yang digunakan oleh beban kapasitif.

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ Um ∙ cosωt = ω ∙ C ∙ Um2∙ sinωt ∙ cosωt = Um2/ (2X° C) ∙ sin2ωt = U2/ ∙ sin2ωt = U2/ ∙

Di sini anda boleh melihat bahawa kuasa turun naik sekitar sifar pada dua kali kekerapan voltan yang digunakan. Jumlah nilainya untuk tempoh harmonik, serta keuntungan tenaga, adalah sifar.

Ini bermakna tenaga bergerak di sepanjang litar tertutup litar dalam kedua-dua arah, tetapi tidak berfungsi.Fakta sedemikian dijelaskan oleh fakta bahawa apabila voltan sumber meningkat dalam nilai mutlak, kuasa adalah positif, dan aliran tenaga melalui litar diarahkan ke bekas, di mana tenaga terkumpul.

Selepas voltan melepasi bahagian harmonik yang jatuh, tenaga dikembalikan dari kapasitor ke litar ke punca. Tiada kerja berguna dilakukan dalam kedua-dua proses.

Pelesapan kuasa dalam beban induktif

Sekarang, dalam litar bekalan, gantikan kapasitor dengan kearuhan L.

Di sini arus melalui induktansi dinyatakan dengan nisbah:

I = 1 / L∫udt = -Um / ωL ∙ cos ωt.

Kemudian kita dapat

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ (-Um / ωL ∙ cosωt) = — Um2/ ωL ∙ sinωt ∙ cosωt = -Um2/ (2ХL) ∙ sin2ωt (t) = -U2ωt (t)

Ungkapan yang terhasil membolehkan kita melihat sifat perubahan arah kuasa dan peningkatan tenaga pada induktansi, yang melakukan ayunan yang sama yang tidak berguna untuk melakukan kerja, seperti pada kapasitansi.

Kuasa yang dikeluarkan dalam beban reaktif dipanggil komponen reaktif. Dalam keadaan yang ideal, apabila wayar penyambung tidak mempunyai rintangan aktif, ia kelihatan tidak berbahaya dan tidak menyebabkan sebarang bahaya. Tetapi dalam keadaan kuasa sebenar, transien berkala dan turun naik kuasa reaktif menyebabkan pemanasan semua elemen aktif, termasuk wayar penyambung, yang mana beberapa tenaga digunakan dan nilai kuasa penuh yang digunakan bagi sumber berkurangan.

Perbezaan utama antara komponen kuasa reaktif ialah ia tidak melakukan kerja yang berguna sama sekali, tetapi membawa kepada kehilangan tenaga elektrik dan beban berlebihan pada peralatan, yang sangat berbahaya dalam situasi kritikal.

Atas sebab ini, untuk menghapuskan pengaruh kuasa reaktif, esp sistem teknikal untuk pampasannya.

Pengagihan kuasa pada beban bercampur

Sebagai contoh, kami menggunakan beban penjana dengan ciri kapasitif aktif.

Untuk memudahkan gambar, sinusoid arus dan voltan tidak ditunjukkan dalam graf yang diberikan, tetapi perlu diingat bahawa dengan sifat kapasitif aktif beban, vektor semasa mendahului voltan.

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ Im ∙ sin (ωt + φ).

Selepas penjelmaan kita dapat: p = P ∙ (1- cos 2ωt) + Q ∙ sin2ωt.

Kedua-dua istilah ini dalam ungkapan terakhir ialah komponen aktif dan reaktif bagi kuasa ketara serta-merta. Hanya yang pertama ini berfungsi dengan baik.

Alat pengukuran kuasa

Untuk menganalisis penggunaan elektrik dan mengiranya, alat pengukur digunakan, yang telah lama dipanggil «Kaunter»… Kerja mereka adalah berdasarkan mengukur nilai berkesan arus dan voltan dan secara automatik mendarabkannya dengan output maklumat.

Meter memaparkan penggunaan tenaga dengan mengira masa operasi peralatan elektrik secara berperingkat dari saat meter dihidupkan di bawah beban.

Untuk mengukur komponen aktif kuasa dalam litar AC, wattmeter, dan reaktif - varmeter. Mereka mempunyai sebutan unit yang berbeza:

• watt (W, W);

• var (var, var, var).

Untuk menentukan jumlah penggunaan tenaga, adalah perlu untuk mengira nilainya menggunakan formula segi tiga kuasa berdasarkan bacaan wattmeter dan varmeter. Ia dinyatakan dalam unitnya sendiri - volt-ampere.

Penamaan unit yang diterima bagi setiap unit membantu juruelektrik untuk menilai bukan sahaja nilainya, tetapi juga sifat komponen kuasa.