Vahelduvvooluahela võimsusteguri kaudse määramise põhimõte ja meetodid

Võimsustegur või koosinus phi, sinusoidse vahelduvvoolu kasutaja suhtes on aktiivvõimsuse tarbimise P suhe koguvõimsusesse S, mis sellele kasutajale võrgust tarnitakse.

Koguvõimsus SÜldjuhul võib seda defineerida kui voolu I ja pinge U efektiivsete (ruutkeskmiste) väärtuste korrutist vaadeldavas ahelas ning kasutaja poolt pöördumatult tarbitud aktiivvõimsuse P korrutisena. töö toimimine.

Reaktiivvõimsus Q, kuigi see on osa koguvõimsusest, ei kuluta seda siiski tööde tegemiseks, vaid osaleb ainult vahelduvate elektri- ja magnetväljade loomises mõnes kasutajaahela elemendis.

välja arvatud otsene võimsusteguri mõõtmine elektrodünaamiliste seadmete kasutamine — faasimõõturid, on olemas üsna loogilised kaudsed meetodid, mis võimaldavad teil matemaatiliselt täpselt mõista selle väga olulise elektrilise suuruse väärtust, mis iseloomustab kasutajat sinusoidaalses vahelduvvooluahelas.

Vaatame andmeid kaudsed meetodid detailides, Mõistame kaudse võimsusteguri mõõtmise põhimõtet.

Voltmeetri, ampermeetri ja vattmeetri meetod

Elektrodünaamiline vattmeeter täiendava aktiivtakistusega selle liikuva mähise vooluringis näitab vahelduvvooluahelas P tarbitud üliaktiivse võimsuse väärtust.

Kui nüüd mõõdame voltmeetri ja ampermeetri abil uuritava koormuse ahelas toimiva voolu I ja pinge U keskmisi väärtusi, siis nende kahe parameetri korrutamisel saame ainult koguvõimsuse S .

Siis saab antud koormuse võimsusteguri (koosinus phi) kergesti leida valemi abil:

Siit leiate soovi korral ka reaktiivvõimsuse Q väärtuse, ahela kogutakistuse z Ohmi seadus, samuti aktiivne ja reaktiivne takistus, lihtsalt konstrueerides või esitades takistuse kolmnurga ja kasutades seejärel Pythagorase teoreemi:

Loenduri ja ampermeetri meetod

Selle meetodi kasutamiseks on vaja kokku panna vooluahel, milles kõige lihtsam on ühendatud järjestikku koormuse Z ja ampermeetriga elektriarvesti Wh.

Teatud ajavahemikuks t, suurusjärgus minut, on vaja arvutada ketta N pöörete arv, mis näitab antud aja jooksul kulutatud aktiivenergia hulka (st võttes arvesse võimsustegur).

Siin: ketta pöörete arv N, koefitsient k on energia hulk pöörde kohta, I ja U on vastavalt ruutkeskmine vool ja pinge, t on pöörete loendamise aeg, koosinus phi on võimsustegur:

Seejärel lülitatakse uuritud kasutaja Z asemel ahelasse aktiivne koormus R läbi sama loenduri, kuid mitte otse, vaid läbi reostaadi R1 (saavutades sama voolu I nagu esimesel juhul, kasutajaga Z). Ketta N1 pöörete arvu säilitatakse sama kaua t. Kuid siin, kuna koormus on aktiivne, on koosinus phi (võimsustegur) kindlasti võrdne 1-ga.

Seejärel registreeritakse kettaloenduri pöörete suhe sama aja jooksul esimesel ja teisel juhul. See on koosinus phi, st esimese koormuse võimsustegur (sama puhtaktiivse koormuse suhtes). praegune):

Kolme ampermeetri meetod

Sinusoidse vooluahela võimsusteguri määramiseks kolme ampermeetri abil peate esmalt kokku panema järgmise vooluahela:

Siin on Z koormus, mille võimsustegur tuleb määrata ja R on puhtalt aktiivne koormus.

Kuna koormus R on puhtalt aktiivne, on vool I1 igal ajahetkel faasis sellele koormusele rakendatava vahelduvpingega U. Sel juhul võrdub vool I voolude I1 ja I2 geomeetrilise summaga. Nüüd koostame selle positsiooni põhjal voolude vektorskeemi:

Voolude vektordiagrammil on teravnurk voolu I1 ja voolu I2 vahel nurk phi, mille koosinus (tegelikult võimsusteguri väärtuse) on leitav spetsiaalsest väärtuste tabelist. trigonomeetrilistest funktsioonidest või arvutatakse järgmise valemiga:

Siit saame väljendada koosinust phi, st soovitud võimsustegurit:

Leitud võimsusteguri märk («+» või «-«) näitab koormuse olemust. Kui võimsustegur (koosinus phi) on negatiivne, on koormus oma olemuselt mahtuvuslik. Kui võimsustegur on positiivne, siis on koormuse iseloom induktiivne.