Kuidas leida voolu vahelduvvooluahelas

Vahelduvvool ei ole sama, mis alalisvool. Kõik teavad, et alalisvool on võimeline soojendama aktiivkoormust R. Ja kui hakkate kondensaatorit C sisaldavat vooluringi alalisvooluga pingestama, siis niipea kui see on laetud, ei lase see kondensaator enam voolu läbi vooluahela.

Alalisvooluahela mähis L võib tavaliselt käituda nagu magnet, eriti kui see sisaldab ferromagnetilist südamikku. Sel juhul ei erine aktiivtakistusega mähise juhe kuidagi mähisega järjestikku ühendatud takistist R (ja sama nimiväärtusega kui mähise juhtme oomiline takistus).

Mõlemal juhul alalisvooluahelas, kus koormus koosneb ainult passiivsetest elementidest, mööduvad protsessid need lõppevad peaaegu kohe, kui ta hakkab toitma ja enam ei paista.

Vahelduvvoolu- ja reaktiivelemendid

Mis puutub vahelduvvooluahelasse, siis selles on siirded kõige olulisemad, kui mitte otsustava tähtsusega ning sellise ahela mis tahes element on võimeline mitte ainult energiat soojuse või mehaanilise töö kujul hajutama, vaid ka kõige vähem. elektri- või magnetvälja kujul kogunev energia mõjutab voolu, põhjustades omamoodi mittelineaarse reaktsiooni, mis ei sõltu mitte ainult rakendatud pinge amplituudist, vaid ka läbiva voolu sagedusest.

Seega ei haju vahelduvvooluga võimsus mitte ainult soojuse kujul aktiivsetele elementidele, vaid osa energiast koguneb järjestikku ja tagastatakse seejärel tagasi jõuallikasse. See tähendab, et mahtuvuslikud ja induktiivsed elemendid peavad vastu vahelduvvoolu läbimisele.

Ringlusringis sinusoidne vahelduvvool Kondensaatorit laetakse esmalt pool perioodi ja järgmise poole perioodi jooksul see tühjeneb, suunates laengu tagasi vooluvõrku ja nii edasi võrgu siinuslaine iga poolperioodi jooksul. Vahelduvvooluahelas olev induktiivpool tekitab perioodi esimese veerandi jooksul magnetvälja ja järgmise kvartali jooksul see magnetväli väheneb, energia voolu kujul naaseb allikasse. Nii käituvad puhtalt mahtuvuslikud ja puhtalt induktiivsed koormused.

Puhtalt mahtuvusliku koormuse korral juhib vool pinget veerandi võrra võrgu siinuslaine perioodist ehk trigonomeetriliselt vaadatuna 90 kraadi võrra (kui pinge kondensaatoris saavutab maksimumi, on seda läbiv vool null , ja kui pinge hakkab ületama nulli, on voolutugevus koormusahelas maksimaalne).

Puhtalt induktiivse koormuse korral jääb vool pingest maha 90 kraadi võrra, see tähendab veerandi võrra sinusoidaalsest perioodist (kui induktiivsusele rakendatav pinge on maksimaalne, hakkab vool ainult kasvama). Puhtalt aktiivse koormuse korral ei jää vool ja pinge ühelgi ajahetkel üksteisest maha, st on rangelt faasis.

Kogu-, reaktiiv- ja aktiivvõimsus, võimsustegur

Selgub, et kui vahelduvvooluahela koormus ei ole täiesti aktiivne, siis on selles tingimata olemas reaktiivsed komponendid: need, millel on trafode ja elektrimasinate mähiste induktiivne komponent, kondensaatorid ja muud mahtuvusliku komponendiga mahtuvuslikud elemendid, kasvõi ainult juhtmete induktiivsus jne .n.

Selle tulemusena on vahelduvvooluahelas pinge ja vool faasist väljas (ei ole samas faasis, mis tähendab, et nende maksimumid ja miinimumid ei lange kokku maksimumiga – maksimumiga ja miinimum täpselt miinimumiga) ja alati on voolu teatud nurga võrra pingest mahajäämus, mida tavaliselt nimetatakse phi-ks. Ja koosinuse phi suurust nimetatakse võimsustegur, kuna koosinus phi on tegelikult koormusahelas pöördumatult tarbitud aktiivvõimsuse R suhe koguvõimsusesse S, mis tingimata läbib koormust.

Vahelduvpingeallikas varustab koormusahelat koguvõimsusega S, osa sellest koguvõimsusest tagastatakse iga veerand perioodi tagant tagasi allikale (seda osa, mis naaseb ja rändab edasi-tagasi nimetatakse reaktiivne komponent Q), osa kulub ära aktiivvõimsuse P kujul — soojuse või mehaanilise tööna.

Selleks, et reaktiivelemente sisaldav koormus töötaks ettenähtud viisil, peab see töötama täisvõimsusel elektrienergia allikast.

Kuidas arvutada näivvõimsust vahelduvvooluahelas

Vahelduvvooluahelas koormuse koguvõimsuse S mõõtmiseks piisab voolu I ja pinge U korrutamisest või pigem nende keskmiste (efektiivsete) väärtuste korrutamisest, mida on lihtne mõõta vahelduvvoolu voltmeetri ja ampermeetriga ( need seadmed näitavad täpselt keskmist efektiivset väärtust, mis kahejuhtmelise ühefaasilise võrgu puhul on väiksem kui amplituud 1,414 korda). Nii saate teada, kui palju energiat läheb allikast vastuvõtjale. Keskmised väärtused on võetud seetõttu, et tavalises võrgus on vool siinuskujuline ja me peame saama iga sekundi jooksul tarbitava energia täpse väärtuse.

Kuidas arvutada aktiivvõimsust vahelduvvooluahelas

Kui koormus on puhtalt aktiivse iseloomuga, näiteks on tegemist nikroomist küttespiraaliga või hõõglambiga, siis võid lihtsalt ampermeetri ja voltmeetri näidud korrutada, see on aktiivvõimsustarve P. Aga kui koormus on aktiivne-reaktiivne, siis peab arvutus teadma koosinus phi, st võimsustegurit.

Spetsiaalne elektriline mõõteseade — faasimõõtur, võimaldab teil mõõta koosinus phi otse, st saada võimsusteguri arvväärtus. Teades koosinust phi, jääb see üle korrutada koguvõimsusega S, mille arvutamise meetodit on kirjeldatud eelmises lõigus. See on aktiivne võimsus, võrgu tarbitava energia aktiivne komponent.

Kuidas arvutada reaktiivvõimsust

Reaktiivvõimsuse leidmiseks piisab, kui kasutada Pythagorase teoreemi järeldust, seades võimsuskolmnurga või korrutada koguvõimsus lihtsalt sinusoidiga.