AC gücü

Gördüğümüz gibi, sinüsoidal bir AC devresinde, genel olarak konuşursak, uygulanan voltaj ve akım arasında bir faz kayması vardır:

Anında güç. Faz kayması, aktif ve reaktif dirençler arasındaki orana ve dolayısıyla frekansa bağlıdır.Devredeki voltaj ve akım frekansla değiştiğinden, akımın işini hesaplarken, o kadar küçük bir zaman periyodunu dikkate almak gerekir ki, gerilim ve akım değerleri sabit kabul edilebilir:

Bu yüzden ortaya çıkıyor aşağıdaki ifade anlık akım gücü için:

Burada (1)'den gelen değerleri değiştirerek, elde ederiz.

Trigonometrik kimliği kullanma

(4) aşağıdaki biçimde yeniden yazın:

Anlık güç (5) ifadesi iki terimden oluşur: bunlardan biri zamana bağlı değildir ve ikincisi çift frekansla salınır Bu, uygulanan voltajdaki her bir değişim periyodu için enerjinin yönünün iki kez olduğu anlamına gelir. akış değişir: periyodun bir kısmında, enerji devreye alternatif bir voltaj kaynağından girer ve diğer kısımda geri döner. Dönem boyunca ortalama enerji akışı pozitiftir, yani enerji devreye bir kaynaktan girer.

Ortalama güç. Geçerli değerler. Periyotla karşılaştırılabilir bir süre için alternatif akımın çalışmasıyla ilgileniyorsanız, güç için ifade (15)'de her iki terim de dikkate alınmalıdır. Dönemi önemli ölçüde aşan bir süre boyunca akımın yaptığı iş hesaplanırken, ikinci dönemin katkısı önemsiz olacaktır. Bu durumda, (5) yerine ortalama güç Р için ifadeyi kullanabilirsiniz:

Bu formül genellikle şöyle yazılır:

burada ben ve akım ve voltajın sözde etkin değerleri, karşılık gelen genlik değerlerinden kat daha küçüktür:

Genlik değerleri yerine etkin değerlerin kullanılması uygundur, çünkü tamamen aktif dirençli bir yükte, burada güç için ifade (7), doğru akımla aynı olacaktır.

İletim hatlarındaki kayıplar. Tüketiciye genellikle belirli bir değerde bir voltaj verilir, bu nedenle akım ve voltaj arasındaki faz kaymasına bağlı olarak I devresindeki akımın farklı değerlerinde aynı güç P tüketilecektir. saat

küçük değerler, akım büyük olmalıdır, bu da iletim hattının besleme kablolarında büyük ısı kayıplarına yol açar.

İletim hattının direnci ise, hattaki ısı kayıplarının harcanan gücü . Devredeki akımı (7) kullanarak ifade ederek, elde ettiğimiz için

Kayıpları azaltmak için yükteki akım ve gerilim arasındaki faz kayması mümkün olduğunca küçük olmalıdır.

Sinüzoidal bir akımın elektrik enerjisinin çoğu modern tüketicisi, akımların güç kaynağı voltajının fazının gerisinde kaldığı endüktif yüklerdir. Böyle bir tüketicinin eşdeğer devresi, seri bağlı aktif direnç ve endüktans olarak gösterilebilir (Şekil 143a). Karşılık gelen vektör diyagramı, Şek. 144a. Yükten geçen akım, uygulanan voltajın belirli bir açıyla gerisinde kalmaktadır.(7)'ye göre, yükün tükettiği güç eşittir.

Pirinç. 143. Endüktif yüke (a) sahip bir tüketicinin eşdeğer devresi ve artırmak için bir yardımcı kapasitörün dahil edilmesi

Pirinç. 144. Şekil 2'de gösterilen devreler için vektör diyagramları. 143

Bu formülden, bir voltajda aynı gücün, onu tasvir eden vektörün (Şekil 144a'da kesikli çizgi ile gösterilmiştir) uçtan yöne alçaltılmış bir dik üzerinde biteceği şekilde başka herhangi bir akımda elde edilebileceği görülebilir. çünkü bu durumda Ama eğer o zaman ve aynı güçle, besleme kablolarındaki ısı kayıpları daha az olacaktır.

Kayıp azaltma. Devredeki gerilim ve akım arasındaki faz kaymasının azaltılması nasıl sağlanır? Bunun için yüke paralel olarak bir yardımcı kondansatör bağlayabileceğinizi anlamak kolaydır (Şek. 1436). Bu durumda vektör diyagramı, Şekil 2'de gösterilen forma sahip olacaktır. 144b. Yük boyunca uygulanan voltajı ve akımı gösteren vektörler değişmeden kalacaktır ve dallanmamış bir devredeki toplam akım, toplamına eşit Yük ve yardımcı kapasitörden geçen akımlar, bir vektör ile temsil edilecektir Kondansatörün kapasitansını seçerek, faz kaymasının belirli bir 9 değerini almasını sağlamak mümkündür.

Şek. 1446, vektörün uzunluğunun şuna eşit olduğu görülebilir.

Ancak (10) yardımıyla buluyoruz Kondansatördeki akımın genlik değeri, uygulanan voltajın genlik değeri ile ilgili formülle (11)'de İkame yaparak, buluyoruz

Böylece oldukça basit ve etkili yöntem Yük direncinin reaktif doğası ile ilişkili AC güç iletim hatlarındaki kayıpları azaltmak: bir endüktif yüke bir kapasitörün bağlanması, sıfıra eşit bir faz kayması elde etmenizi sağlar.

Yüksek gerilim iletim hatları. Ancak yük direncinin tamamen aktif olduğu ve gerilim ile akım arasında faz kayması olmadığı durumda bile, yani iletim hattındaki ısı kayıpları yine de kaçınılmazdır. Bunları azaltmanın bir yolu var mı? Bu sorunun cevabı formül (9) ile verilmektedir. Tüketiciye P iletilen gücün belirli bir değeri için, iletim hattının tellerinin direncini azaltarak veya alternatif akımı artırarak hattaki ısı kayıplarını azaltmanın mümkün olduğu görülebilir. Tüketiciye sağlanan voltaj. Hat direncinin azaltılması şu anda yalnızca bilinen sınırlara kadar mümkündür, bu nedenle verimli süper iletken güç hatlarının oluşturulmasından önce, voltajın artırılmasıyla kayıplarla ilgilenilmelidir.

Transformatör. Transformatörler, enerji santrallerinde ve tüketicilerde voltajı dönüştürmek için kullanılır (Şekil 145). Transformatör, iki sargı taşıyan, manyetik olarak yumuşak (kolayca yeniden manyetize edilmiş) malzemeden yapılmış kapalı şekilli bir çekirdeğe sahiptir: birincil ve ikincil. Birincil sargının uçları (trafo girişi) ağa bağlanır

alternatif akım ve ikincil sargının (çıkış) uçları - elektrik enerjisi tüketicisine. EMF elektromanyetik indüksiyon sekonder sargıda ortaya çıkan, içindeki dönüş sayısı ile orantılıdır.

Pirinç. 145. Transformatör: Genel form, şematik cihaz ve şemalarda koşullu görüntü

Dolayısıyla bu dönüş sayısını değiştirerek transformatörün çıkışındaki gerilimi geniş bir aralıkta değiştirmek mümkündür.

Transformatörün çalışma prensibini düşünün. İlk önce transformatörün sekonder sargısının açık olmasına izin verin ve primere alternatif bir sinüzoidal voltaj uygulanır. Bu boşta modudur. Herhangi bir indüktör gibi, bir transformatörün birincil sargısı, seri bağlı bir endüktans ve aktif direnç olarak düşünülebilir. aktif direnç Bu nedenle, birincil sargıya uygulanan gerilimin genlik değerleri ile üzerindeki gerilimlerin genlik değerleri, bu nedenle, eşit bir açıda, ilişki ile ilişkilidir.

Tabii ki, doğrudan ve ayrı ayrı ölçmek mümkün değildir, çünkü birincil sargı, kesinlikle, seri bağlı bir endüktans ve aktif direnç değildir; sargının her bir elemanı hem endüktansa hem de dirence sahiptir. Bu, dağıtılmış parametrelere sahip sözde zincirdir. Ancak hesaplarken, gerçek sargıyı, orijinal devrenin her bir elemanından aynı akım aktığından, seri bağlı bir indüktör ve bir direnç gibi toplu parametrelere sahip bir devre ile değiştirmek mümkündür.

Her andaki endüktans üzerindeki voltaj, birincil sargıda meydana gelen kendi kendine endüksiyonlu EMF'yi telafi eder, bu nedenle

Birincil sargının akımı tarafından oluşturulan tüm manyetik akı, tamamen, yani. saçılma olmadan, ikincil nüfuz eder.

sarılıyorsa, ikincil sargının her dönüşünde indüklenen EMF, birincil sargının her dönüşündeki ile aynı olacaktır. Bu nedenle, birincil ve ikincil sargılardaki elektromotor kuvvetlerin oranı, dönüş sayısının oranına eşittir:

Açık bir sekonder sargının çıkışında, içinde indüklenen EMF'ye eşit bir voltaj vardır:

Burada (15)'ten değiştirip (14'ü hesaba katarsak, şunu elde ederiz:

bekleme modu. Bu nedenle, transformatörün açık sekonder sargısındaki voltajın değeri, birincil sargıya uygulanan voltajla orantılı değildir, sadece birincil sargının endüktif direncindeki voltajla orantılıdır.Bundan, transformatör çekirdeğinin rolü hemen netleşir. Gerçekten de, formül (13)'ten, endüktans üzerindeki voltajın, transformatörün girişine sağlanan voltaja ne kadar yakın olacağı, aktif direncine kıyasla birincil sargının endüktif direncinin o kadar büyük olacağı izler. yüksek manyetik geçirgenliğe sahip bir malzemeden yapılmış çekirdek, endüktansta çoklu bir artışa yol açar. Böyle bir transformatör var rölanti Eksi işareti, bu voltajların antifazda olduğu anlamına gelir. Birincil sargının büyük endüktif direnci nedeniyle, içindeki açık ikincil devre ile akım küçüktür.

Yük altında trafo. Transformatörün sekonder devresi belirli bir yüke kapatıldığında sekonder sargısında bir akım belirir. Bu akımın yarattığı manyetik akı, Lenz yasasına göre bir değişikliği önleyecek şekilde yönlendirilir. manyetik akı birincil sargıdaki akım tarafından oluşturulur. Aynı zamanda birincil sargıdaki akım değişmeden kalırsa, bu manyetik akıda bir azalmaya yol açacaktır. Bu, ikincil devreye bir yükün dahil edilmesinin, birincil devrenin endüktansındaki bir azalmaya eşdeğer olduğu anlamına gelir.

Ancak endüktif reaktansta bir azalma, derhal birincil sargıdaki akımda bir artışa, voltaj ve akım arasındaki faz kaymasında bir azalmaya ve sonuç olarak dış devreden tüketilen gücün artmasına neden olur. Böylece, rölantide ise transformatör neredeyse saftır.

endüktif direnç, daha sonra transformatörün yükü, yani ikincil devredeki akım arttıkça, transformatörün birincil sargısının direncinin niteliği aktif hale gelir.

Transformatörün kendisindeki enerji kayıpları küçükse, enerjinin korunumu yasasına göre, transformatör tarafından tüketilen güç tamamen yüke aktarılır. Sonra (6) kullanarak yazabiliriz

nerede - birincil ve ikincil devrelerde akım ve voltaj arasında faz kayması.

Bir transformatörün çalışmasına ilişkin yukarıdaki tartışma, kayıpsız bir transformatörün idealleştirilmiş durumuna atıfta bulunur. Gerçek bir transformatörde, sargılarda Joule ısısının serbest bırakılması, Foucault akımları, çekirdek manyetizasyonunun tersine çevrilmesi sırasında tersinmez fenomenler ve manyetik akı sızıntısı ile ilgili kayıplar her zaman vardır. Ancak modern transformatörlerde toplam kayıplar iletilen gücün yüzde birkaçını geçmez. katsayı faydalı eylem transformatörler çok yüksektir ve %95-99.5 aralığındadır.

AC düzeltme. Birçok pratik uygulama için alternatif sinüzoidal akımı tek yönde akıma dönüştürmek gereklidir. Bu amaca, çalışması lamba ve yarı iletken diyotların tek taraflı iletimine dayanan doğrultucular tarafından hizmet edilir.

Bir doğrultucunun hareketini, tek yönlü iletim mekanizmasının kendisinin fiziksel doğasına girmeden anlamak mümkündür.

En basit doğrultucu devresi, Şek. 146a. Uygulanan sinüzoidal voltajın her periyodunun sadece bir yarısı için akımın yük üzerinden aktığı yarım dalga doğrultucudur.

Pirinç. 146. Doğrultucu devreler: yarım dalga (a), tam dalga (b) ve voltaj katlama (c)

Şekil 2'de gösterilen köprü doğrultucuda. 1466'da yükten geçen akım, her çevrimin her iki yarısında da aynı yönde akar. Ancak böyle bir tam dalga doğrultucuda akım hala titreşir. Bunları yumuşatmak için

Dalgalanmalar, sözde elektrik filtreleri sadece bir yönde akım elde etmek için değil, aynı zamanda sabit bir voltaj elde etmek için gerekliyse kullanılır.

Şek. 146 a, b diyagramları yükteki voltajın maksimum değeri (ideal diyotlar için) uygulanan sinüzoidal voltajın genlik değerine eşittir. Şekilde gösterilen birinde. 146 doğrultucu devresinde, kapasitörlerin yük direnci yoluyla deşarj süresi sinüzoidal voltajın T periyodunu önemli ölçüde aşarsa, yükteki voltaj uygulanan voltajın genlik değerinin neredeyse iki katıdır. Bu sözde voltaj ikiye katlama devresidir.

Görevler

1. Transformatörün birincil sargısının aktif direnci, onun endüktif direncidir.Birincil sargı 220 V'luk bir şebekeye bağlanırsa, iki kat daha fazla dönüşe sahip olan açık ikincil sargıda hangi voltaj olacaktır?

Çözüm. Açık sekonder sargıdaki voltaj, ilişki (17) ile birincil sargının endüktif reaktansı boyunca voltaj ile ilgilidir. Bu nedenle, söz konusu durumda, etkin değerler için, kazanın direnci (reaktif yük) ve eğer varsa, bir klapemiz var.

Hangi durumlarda, alternatif akımın işi hesaplanırken, ortalama güç için (6) ifadesi kullanılabilir, anlık güç için (5) ifadesi değil mi?

Yük direncinin doğası değiştirilerek elektrik hatlarındaki ısı kayıpları nasıl azaltılabilir? AC ağlarındaki bir enerji tüketicisi neden bir bütün olarak pratik olarak aktif dirence sahip olmalıdır?

Elektriği iletmek için yüksek gerilim hatları kullanmanın avantajı nedir?

Bir transformatörde yüksek geçirgenlikli bir çekirdeğin rolü nedir? Bir transformatörün demir çekirdeği neden ayrı yalıtımlı plakalardan birleştirilir?

Formül (17)'den, gerilim dönüşüm oranının, dönüş sayısının oranı ile belirlendiğini takip eder. dönüş sayısı, aktif direnç artar. Transformatör sargıları neden genellikle şunları içerir: Büyük sayı döner?

Bir transformatör bir DC ağına bağlanabilir mi?

Devreleri Şekil l'de gösterilen doğrultucuların yükünde akım gücünün zamana bağımlılığının grafiklerini çizin. 146 a, b.

Neden doğrultucu devresinde Şekil 2'de açıklayın. 146V, yük üzerindeki voltajı iki katına çıkarır. Yükte voltajın üç katına çıkacağı bir doğrultucu devresi önerin.

Ayrıntılar 26 Şubat 2017

Beyler, hepinizi bir kez daha selamlıyorum! Bugünün makalesinde, ilgili konuları gündeme getirmek istiyorum. AC devrelerinde güç ve enerji (iş). Bugün bunların ne olduğunu öğreneceğiz ve onları nasıl tanımlayacağımızı öğreneceğiz. O zaman hadi gidelim.

hakkında herhangi bir tartışmaya başlamadan önce alternatif akım, durumdaki gücü nasıl belirlediğimizi hatırlayalım doğru akım. Evet evet bu konuyla ilgili ayrı bir yazımız vardı hatırladın mı? Değilse, doğru akım durumunda devredeki gücün bu üç harika formülden birine göre çok basit bir şekilde hesaplandığını size hatırlatırım:

burada P, direnç R'ye tahsis edilen istenen güçtür;

I, R direnci üzerinden devredeki akımdır;

U, direnç R üzerindeki voltajdır.

Hepsi harika. Ama durumda ne olacak alternatif akım, ve özellikle - sinüzoidal? Sonuçta, orada bir sinüs sosisi var, akım ve voltaj değerleri her zaman değişiyor, şimdi yalnızlar, bir anda zaten farklılar, yani. bilimsel dil, bunlar zaman fonksiyonları. Edindiğimiz bilgileri kullanarak önceki tanıtım makalesi, mevcut güçte böyle bir değişiklik yasasını yazabiliriz:

Burada ne olduğunu şimdi tekrar etmeyeceğiz, tüm bunlar geçen sefer iyice düşünülmüştü.

Kesinlikle benzer şekilde, alternatif bir sinüzoidal akım için voltajın zamana bağımlılığını yazabilirsiniz.

Şimdiye kadar, zincirde olduğumuza inanıyoruz sadece dirençler(kapasitörler ve endüktanslar yoktur), bu nedenle voltaj ve akım birbiriyle aynı fazdadır. Belli değil neden böyle? Hiçbir şey, gelecekte bunu ayrıntılı olarak analiz edeceğiz. Şimdiye kadar, bizim için bu, yalnızca hem akım değişimi yasasındaki hem de voltaj değişimi yasasındaki fazlarların atılabileceği anlamına gelir.

Ve şimdi, formüllerden bu üç satıra bakıp bunları birbiriyle karşılaştırdığınızda, aklınıza herhangi bir fikir geliyor mu? Örneğin, güç formülünde akım ya da voltajın yerini almanın mümkün olabileceğine... Böyle bir fikir ortaya çıktı mı? Bu sadece harika! Şimdi uygulayalım! Hem akımımız hem de voltajımız zamana bağlı olduğundan, üçü de yeni aldı güç formülü kesinlikle ayrıca zamana bağlı olacaktır.

Oh, gözlerin içinde sinüslerden dalgalar var. Ama her şey oldukça basit ve nereden geldiği belli değil mi? Aynı formüllere göre, Zamanın belirli bir noktasındaki anlık gücü hesaplayın. mesele şu ki bir dirençten alternatif bir akım akarsa, o zaman her an, genel olarak konuşursak, üzerinde farklı güçler serbest bırakılır.: başka türlü olamaz, çünkü dirençten geçen akımın genliği her zaman farklıdır. Başka bir şey, görsel olarak, yüksek frekanslı akım değişiklikleriyle, büyük olasılıkla bunu fark etmeyeceğiz: direncin sıcaklığı, üzerinde serbest bırakılan güçteki değişiklikle zaman içinde rastgele atlamayacaktır. Bunun nedeni, rezistörün kendisinin, kütlesi ve ısı kapasitesi sayesinde bu sıcaklık düşüşlerini entegre etmesi olacaktır.

Yani, güç ile, az çok açıktır. Peki ya enerji? Peki, direnç üzerinde salınan ısı ile mi? Bu enerjiyi nasıl değerlendirmeli? Bunu yapmak için, güç ve enerjinin nasıl ilişkili olduğunu hatırlamamız gerekir. Bu konuya zaten bir makalede değinmiştik. DC devresindeki güç. O zaman bu soru basitçe çözüldü: doğru akımda, (orada zamana bağlı olmayan ve her zaman aynıdır) gücü gözlem süresi ile çarpmak ve bu gözlem süresi boyunca açığa çıkan enerjiyi elde etmek yeterlidir. Alternatif akım ile her şey daha karmaşıktır, çünkü burada güç zamana bağlıdır. Ve ne yazık ki, burada integraller olmadan yapılamaz ... Bu integral nedir? Çoğunuzun bildiği gibi, integral sadece grafiğin altındaki alandır. Bu özel durumda, zamana karşı güç grafiğinin altında P(t). Evet, bu kadar basit.

Bu nedenle, bir alternatif akım devresindeki enerji (veya esasen aynı şey olan iş) aşağıdaki gibi kabul edilir.

Bu formülde Q- bu, alternatif akımın istenen işi (enerjisi) (hala joule cinsinden ölçülür), P(t)- güç yasası zamanla değişir ve T- aslında, düşündüğümüz süre ve mevcut çalışma süresi.

Genel olarak konuşursak, bu ifade hem doğru akım hem de alternatif akım için genel bir durum olarak kabul edilebilir (bu durumda alternatif akım, sinüsoidal olması gerekmeyen herhangi bir şekilde olabilir). Bütün bu durumlarda, enerjiyi bu integral üzerinden hesaplayabiliriz. Burada P(t)=const (doğru akım durumu) yerine koyarsak, o zaman sabitin integralini alma özelliğine dayanarak, hesaplamanın sonucu, gücü basitçe çarptığımız gibi tamamen aynı olacaktır. zaman, bu yüzden doğru akım konusundaki integralleri rahatsız etmenin ve düşünmenin bir anlamı yok. Ancak bunu bilmek faydalıdır, böylece belirli bir birleşik resim olacaktır. Şimdi beyler, sizden tüm bu gevezeliğin ana sonucunu hatırlamanızı istiyorum - zaman içinde açığa çıkan enerjiyi bulmak istiyorsakT (hangi akımın doğrudan veya alternatif olduğu önemli değil), o zaman bu, 0 ila T aralığındaki zamana karşı güç grafiğinin altındaki alanı bularak yapılabilir.

Sinüzoidal akımları alır ve gücün zamana bağımlılığı için belirli ifadeleri değiştirirsek, enerji aşağıdaki formüllerden biri kullanılarak hesaplanabilir.

Beyler hemen belirteyim ki yazılarımda size integral almayı anlatmayacağım. Umarım bunu biliyorsundur. Ve değilse - sorun değil, makaleyi kapatmak için acele etmeyin. İntegrallerin bilinmemesi kafanızda ölümcül bir hataya yol açmayacak şekilde sunumu oluşturmaya çalışacağım. Çoğu zaman, kalemlerle sayılmaları gerekmez, ancak özel programlarda veya hatta çok sayıda sitede çevrimiçi olarak sayılabilir.

Şimdi yukarıdakilerin hepsini belirli bir örnekle analiz edelim. Beyler özellikle sizin için bir çizim hazırladım 1. Şuna bir bakın. Resim tıklanabilir.

Şekil 1 - AC ve DC için zamana karşı güç

İki grafik vardır: en üstteki, alternatif sinüzoidal akım durumunda gücün zamana bağımlılığını ve alttaki ise doğru akım durumunda gücü gösterir. Onları nasıl kurdum? Çok basit. İlk çizelge için daha önce yazdığımız bu formülü aldım.

olduğunu varsayacağız sinüsoidal akım genliği eşittir ben = 1 A, gücün dağıtıldığı direncin direnci eşittir R=5 ohm, ve sinüsün frekansı f=1Hz, dairesel frekansa karşılık gelen

Yani, AC gücünü çizdiğimiz formül

Bu formüle göre Şekil 1'deki üst grafik oluşturulmuştur.

Peki ya alttaki grafik? Beyler, burada her şey oldukça basit. Aynı dirençten geçtiğim gerçeğinden yola çıktım. R=5 ohm akan DC büyüklük ben=1 bir. O zaman, açık olması gerektiği gibi Joule-Lenz yasası, bu dirençte bu güç dağılacak

Akım sabit olduğundan, bu güç herhangi bir zamanda aynı olacaktır. Ve böyle harika standart kararlılık durumları için, harika ve güçlü matematik, düz bir çizgi şeklinde bir grafik sağlar. Bu, Şekil 1'in alt grafiğinde gördüğümüz şeydir.

Beş ohm'luk dirençlerimizden akım geçtiği için, üzerlerinde bir miktar gücün serbest bırakıldığı ve belirli bir miktarda enerjinin dağıldığı açıktır. Başka bir deyişle, direnç üzerine salınan enerji nedeniyle ısınır. Bu enerjinin integral yoluyla ele alındığını zaten tartışmıştık. Ancak, daha önce de söylediğimiz gibi, bu integralin grafiksel bir temsili de vardır - grafiğin altındaki alana eşittir. Bu alanı Şekil 1'de gölgeledim. Yani, üst ve alt grafiklerin altındaki alanın ne olduğunu bulursak, birinci ve ikinci durumda ne kadar enerji açığa çıktığını belirleyeceğiz.

En alttaki grafikle her şey basit. 5 W yüksekliğinde ve 2 saniye genişliğinde bir dikdörtgen var. Bu nedenle, alan (yani, enerji) temeldir.

Bu sonucun, önceki makalelerden birinde DC enerjisini hesaplamak için aldığımız formülle tamamen aynı olduğunu unutmayın.

En üstteki grafikle işler o kadar basit değil. Orada düzensiz bir şeklimiz var ve bu alanın neye eşit olduğunu hemen söylemek imkansız. Daha doğrusu diyebilirsiniz - böyle bir integrale eşittir

Bu integrali hesaplamanın sonucu belirli bir sayıya eşittir ve bu sayı sadece direnç üzerinde serbest bırakılan arzu edilen enerjimizdir. Bu integralin alınmasını açıklamayacağız. Böyle bir integrali kalemlerle hesaplamak, yalnızca yüzeysel olarak matematiğe aşina olsa bile, bir kişi için zor değildir. Yine de, zorluğa neden oluyorsa veya kendinizi sayamayacak kadar tembelseniz - bunu sizin için yapacak çok büyük miktarda CAD var. Veya bu integrali herhangi bir sitede hesaplayabilirsiniz: "çevrimiçi integraller" için bir Google araması yeterli sayıda sonuç verir. Öyleyse, doğrudan cevaba gidelim ve şuna eşittir:

Bu kadar. 1 A genlikli sinüzoidal bir akım geçtiğinde dirençte açığa çıkan enerji, 1 A doğru akım aktığında serbest bırakılacak enerjinin neredeyse yarısıdır.Bu anlaşılabilir - Şekil 1'de bile, altındaki alan üstteki grafik, alttakinden belirgin şekilde daha aşağıdadır.

Bir şekilde beyler. Artık bir AC devresinde güç ve enerjiyi nasıl hesaplayacağınızı biliyorsunuz. Ancak, bugün oldukça karmaşık bir yol düşündük. Sözde kullanarak daha basit yöntemler olduğu ortaya çıktı. var olan akım ve gerilim değerleri. Ancak bir sonraki makalede bununla ilgili daha fazla bilgi.

Bu arada hepinize bol şanslar, okuduğunuz için teşekkürler ve hoşçakalın!

Bize katılın

Bir zamanlar, Edison ve Tesla, elektrik akımının enerjide kullanılması konusunda karşıtlardı. Tesla alternatif akımın, Edison ise doğru akımın kullanılması gerektiğine inanıyordu. İkinci bilim adamı iş yaptığı için daha fazla fırsata sahipti, ancak Tesla sonunda kazanmayı başardı, çünkü o tamamen haklıydı.

giriiş

Alternatif akım, güç aktarımı için kullanmak için çok daha verimlidir. AC gücünün nasıl hesaplandığını tartışalım, çünkü AC bir mesafe üzerinden iletilen güçtür.

Güç hesaplama

Diyelim ki bir yüke bağlı bir alternatif voltaj üretecimiz var. Jeneratörün çıkışında, terminallerdeki iki nokta arasındaki voltaj harmonik bir yasaya göre değişir ve yük keyfi alınır: bobinler, aktif direnç, kapasitörler, elektrik motoru.

Yük devresinde harmonik yasaya göre değişen bir akım akar. Görevimiz, jeneratörden tüketilen yükün gücünün neye eşit olduğunu belirlemektir. Jeneratörümüz var. Giriş yönü, harmonik kuralına göre değişecek olan ilk veri olarak sunulur:

Yükteki ve buna bağlı olarak yüke güç sağlayan tellerdeki mevcut güç değişecektir. Akım salınımlarının frekansı, voltaj salınımlarının frekansı ile aynı olacaktır, ancak akım ve voltaj salınımları aralıklarında bir faz kayması kavramı da vardır:

(I (t) = I (m) cos w t)

Diğer hesaplamalar

Güç göstergeleri ürüne eşit olacaktır:

P(t) = I(t) U(t)

Bu yasa, hem hesaplanması gereken güçle alternatif akım için hem de doğru akım için geçerlidir.

(I(t) = I(m) cos(wt + J)

Alternatif akımda alternatif akım gücü üç formül kullanılarak hesaplanır. Yukarıdaki hesaplamalar, akım ve gerilim tanımından çıkan temel formüle atıfta bulunur.

Zincir bölümü homojen ise ve zincirin bu bölümü için Ohm yasasını kullanmak mümkünse, yükün yapısını bilmediğimiz için bu tür hesaplamalar burada kullanılamaz.

Sonucu belirle

Akım ve voltaj göstergelerini bu formüle değiştiriyoruz ve burada trigonometrik formüller bilgisi yardımımıza gelecek:

cosa cosb = cos(a +b) + cos(a - b) / 2

Bu formülü kullanalım ve hesaplamaları yapalım:

P(t) = I(m) U (m) cos (wt + J) cos wt

Sonuçları basitleştirdikten sonra şunu elde ederiz:

P(t) = I(m) U (m)/2 cos (wt + J) + I(m) U (m) cosJ

Bu formüle bakalım. Burada birinci terim zamana bağlıdır, harmonik kanuna göre değişir, ikincisi ise sabit bir değerdir. Alternatif akımda alternatif akım gücü, bir sabit ve bir alternatif bileşenin toplamıdır.

Güç pozitifse, yük jeneratörden güç çekiyor demektir. Negatif güç ile, aksine, yük jeneratörü döndürür.

Bir süre boyunca gücün ortalama değerini bulun. Bunu yapmak için elektrik akımının yaptığı işi bu periyodun değerine böleriz.

Üç fazlı bir AC devresinin gücü, değişken ve sabit bileşenlerin toplamıdır.

Aktif ve reaktif güç

Birçok fiziksel süreçler birbirine benzetmelerle gösterilebilir. Bu temelde, alternatif akım devresinin aktif gücü ve alternatif akım devresinin reaktif gücü kavramlarının özünü ortaya çıkarmaya çalışacağız.

Bir bardak bir elektrik santralini temsil eder, su elektriği temsil eder, bir tüp bir kablo veya teli temsil eder. Cam yükseldikçe, gerilim veya basınç artar.

Aktif veya reaktif bir AC ağındaki güç parametreleri, bu tür enerjiyi tüketen unsurlara bağlıdır. Aktif - endüktans ve kapasitans enerjisi.

Bunu bir kapasitör, bir kap ve bir bardak üzerinde gösterelim. Aktif elementler, enerjiyi başka bir forma dönüştürebilen elementlerdir. Örneğin, ısıda (demir), ışıkta (ampul), harekette (motor).

reaktif enerji

Reaktif enerjiyi simüle ederken voltaj artar ve kapasitans dolar. Voltaj düştüğünde, biriken enerji tel aracılığıyla santrale geri döndürülür. Bu döngüsel olarak tekrarlanır.

Reaktif elementlerin anlamı, daha sonra geri döndürülen veya başka işlevler için kullanılan enerjiyi biriktirmektir. Ama hiçbir yere gitmiyor. Bu türevin ana dezavantajı, içinden enerjinin aktığı sanal boru hattının dirence sahip olması ve üzerinde bir miktar tasarruf harcanmasıdır.

Bir AC devresinin tam gücü, belirli bir oranda çaba gerektirir. Bu nedenle büyük işletmeler tam gücün reaktif bileşeni ile mücadele etmektedir.

Aktif güç, tüketilen veya diğer biçimlere dönüştürülen enerjidir - ışık, ısı, hareket, yani bir tür işe.

Bir deneyim

Deney için, gücün aktif bir bileşeni olarak hizmet eden bir bardak alalım. Enerjinin tüketilmesi veya başka bir forma dönüştürülmesi gereken kısmını temsil eder.

Suyun enerjisinin bir kısmı içilebilir. Alternatif akımın görünen gücü, güç faktörü, reaktif ve aktif bileşenlerin toplamı olan bir göstergedir: su kaynağından akan enerji ve dönüştürülen enerji.

Analojimizde tam güç neye benziyor? Suyun bir kısmını içiyoruz ve geri kalanı tüpten akmaya devam edecek. Reaktif bir kapasitif elemanımız olduğundan - bir kapasitör veya kapasitans, suyu düşürür ve voltajda bir artış ve azalmayı simüle etmeye başlarız. Bu durumda suyun iki yönde nasıl aktığını görebilirsiniz. Bu nedenle bu süreçte hem aktif hem de reaktif bileşenler kullanılır. Birlikte tam güç.

Güç dönüşümü

Aktif güç, mekanik hareket veya ısıtma gibi başka bir enerji biçimine dönüştürülür. Reaktif elemanda depolanan reaktif güç daha sonra geri verilir.

Görünen güç, aktif ve reaktif gücün geometrik toplamıdır.

Hesaplamalar yapmak için trigonometrik fonksiyonlar kullanıyoruz. fiziksel anlam bu tür hesaplamalar. Kenarlarından biri 90 derece olan bir dik üçgen alalım. Taraflardan biri hipotenüsüdür. Nispeten bitişik ve zıt bir dik açı bacaklar.

Kosinüs, hipotenüsün uzunluğuna göre bitişik bacağın uzunluğunu belirleyen bir oran ile temsil edilir.

Bir açının sinüsü, karşı bacağın hipotenüse göre uzunluğunu oluşturan oran türüdür. Kenarlardan herhangi birinin açısını ve uzunluğunu bilerek, diğer tüm açıları ve uzunlukları hesaplayabilirsiniz.

Belirli bir üçgende, hipotenüsün ve bitişik bacağın uzunluğunu alabilir ve kullanarak bu açıyı hesaplayabilirsiniz. trigonometrik fonksiyon kosinüsler. DC ve AC gücü bu bilgiler kullanılarak hesaplanır.

Açıyı hesaplamak için kullanabilirsiniz ters fonksiyon kosinüsten. Gerekli hesaplama sonucunu alıyoruz. Karşı bacağın uzunluğunu hesaplamak için sinüsü hesaplayabilir ve karşı bacağın hipotenüse oranını alabilirsiniz.

AC devresinin gücünün bu açıklamada önerilen formüle göre hesaplanması.

DC devrelerde güç, gerilim ve akımın çarpımına eşittir. Bu kural AC devrelerinde de çalışır, ancak yorumu tamamen doğru olmayacaktır.

İndüktans

Aktif elemanlara ek olarak, reaktif elemanlar da vardır - endüktans ve kapasitans. Akımların geriliminin genlik değerinin zamanla değişmediği DC devrelerde bu direncin çalışması sadece zamanla olacaktır. Endüktans ve kapasitans ağı olumsuz etkileyebilir.

Üç fazlı bir AC devresinin sahip olduğu aktif güç, faydalı işler yapabilirken, reaktif güç herhangi bir faydalı iş yapmaz, sadece endüktans ve kapasitans reaktanslarının üstesinden gelmek için harcanır.

Deneyi yapmaya çalışalım. 220 W'da 50 Hz frekanslı bir alternatif voltaj kaynağı, kaynak voltaj ve akım sensörü, aktif 1 ohm ve endüktif 1 ohm direnç olan bir yük alalım.

Ayrıca belirli bir anda bağlanacak bir anahtar, aktif-kapasitif bir yük var. Böyle bir sistem başlatalım. Kolaylık sağlamak için voltaj düzeltme katsayılarını sunuyoruz.

cihazı çalıştırıyoruz

Cihaz çalıştırıldığında şebeke geriliminin ve akımının faz dışı olduğu görülebilir. Ağın güç faktörü olan bir açının olduğu 0 üzerinden bir geçiş var. Bu açı ne kadar küçük olursa, örneğin elektrikli makineler veya kaynak transformatörleri gibi tüm AC cihazlarında belirtilen güç faktörü o kadar yüksek olur.

Açı, yükün endüktif direncinin büyüklüğüne bağlıdır. Ofset azaldığında, ağ akımı artar. Bobinin direncinin azaltılamayacağını, ancak ağın kosinüsünü iyileştirmek gerektiğini hayal edin. Bunun için, endüktanstan farklı olarak voltajın önünde olan ve reaktif gücü karşılıklı olarak telafi edebilen kapasitörlere ihtiyaç vardır.

Kondansatör pili bağlandığı anda, kosinüs 0,05 s'de neredeyse 0'a keskin bir şekilde azalır. Ayrıca, kapasitör pili olmadan, kapasitör pili döndürüldüğünden çok daha düşük bir genlik değerine sahip olan akımda keskin bir düşüş vardır. üzerinde.

Aslında, bir kapasitör bankası bağlayarak, ağdan tüketilen akımın gücünü azaltmak mümkün oldu. Bu olumlu bir noktadır ve ağın akımını azaltmanıza ve kabloların, transformatörlerin, elektrikli ekipmanların kesitinden tasarruf etmenize olanak tanır.

Endüktif bir yük kesilir ve aktif direnç kalırsa, kondansatör bankasını bağladıktan sonra ağın kosinüsü bir faz kaymasına ve ağa giden ve ondan tüketilmeyen büyük bir akım sıçramasına yol açacağında bir süreç meydana gelir, reaktif güç jeneratörü modunda meydana gelir.

Sonuçlar

Endüktif reaktans olmadığından aktif güç yine sabit ve sıfıra eşit kalır. Şebekeye reaktif güç üretme süreci başladı.

Bu nedenle, muazzam hacimlerini güç sistemlerinden tüketen büyük işletmelerde reaktif gücü telafi etmek öncelikli bir görevdir, çünkü bu sadece elektrikli ekipmandan değil, aynı zamanda reaktif gücün kendisi için ödeme maliyetinden de tasarruf sağlar.

Böyle bir konsept düzenlenir ve işletme hem tüketilen hem de üretilen güç için ödeme yapar. Burada, güç dengesini belirli bir seviyede tutmak için otomatik kompansatörler kurulur.

Güçlü bir yük kapatıldığında, kompanzasyon cihazı şebekeden kapatılmazsa şebekede reaktif güç üretilecek ve bu da güç sisteminde problem yaratacaktır.

Günlük yaşamda, güç tüketimi burada çok daha düşük olduğu için reaktif güç kompanzasyonu mantıklı değildir.

Aktif ve reaktif güç - kavramlar okul kursu fizik.

21 Eylül 2017

Bir zamanlar, Edison ve Tesla, elektrik akımının enerjide kullanılması konusunda karşıtlardı. Tesla alternatif akımın, Edison ise doğru akımın kullanılması gerektiğine inanıyordu. İkinci bilim adamı nişanlandığından beri daha fazla fırsata sahipti, ancak Tesla sonunda kazanmayı başardı çünkü o kesinlikle haklıydı.

giriiş

Alternatif akım, güç aktarımı için kullanmak için çok daha verimlidir. AC gücünün nasıl hesaplandığını tartışalım, çünkü AC bir mesafe üzerinden iletilen güçtür.

Güç hesaplama

Diyelim ki bir yüke bağlı bir alternatif voltaj üretecimiz var. Jeneratörün çıkışında, terminallerdeki iki nokta arasındaki voltaj harmonik olarak değişir ve yük keyfi olarak alınır: bobinler, aktif direnç, kapasitörler, elektrik motoru.

(I (t) = I (m) cos w t)

Diğer hesaplamalar

Güç göstergeleri ürüne eşit olacaktır:

P(t) = I(t) U(t)

Bu yasa, hem hesaplanması gereken güçle alternatif akım için hem de doğru akım için geçerlidir.

(I(t) = I(m) cos(wt + J)

Alternatif akımda alternatif akım gücü üç formül kullanılarak hesaplanır. Yukarıdaki hesaplamalar, akım ve gerilim tanımından çıkan temel formüle atıfta bulunur.

Zincir bölümü homojen ise ve zincirin bu bölümü için Ohm yasasını kullanmak mümkünse, yükün yapısını bilmediğimiz için bu tür hesaplamalar burada kullanılamaz.

Sonucu belirle

Akım ve voltaj göstergelerini bu formüle değiştiriyoruz ve burada trigonometrik formüller bilgisi yardımımıza gelecek:

cosa cosb = cos(a +b) + cos(a - b) / 2

Bu formülü kullanalım ve hesaplamaları yapalım:

P(t) = I(m) U (m) cos (wt + J) cos wt

Sonuçları basitleştirdikten sonra şunu elde ederiz:

P(t) = I(m) U (m)/2 cos (wt + J) + I(m) U (m) cosJ

Güç pozitifse, yük jeneratörden güç çekiyor demektir. Negatif güç ile, aksine, yük jeneratörü döndürür.

Bir süre boyunca gücün ortalama değerini bulun. Bunu yapmak için elektrik akımının yaptığı işi bu periyodun değerine böleriz.

Üç fazlı bir AC devresinin gücü, değişken ve sabit bileşenlerin toplamıdır.

Aktif ve reaktif güç

Birçok fiziksel süreç, birbirinin analojileriyle temsil edilebilir. Bu temelde, alternatif akım devresinin aktif gücü ve alternatif akım devresinin reaktif gücü kavramlarının özünü ortaya çıkarmaya çalışacağız.

Bir bardak bir elektrik santralini temsil eder, su elektriği temsil eder, bir tüp bir kablo veya teli temsil eder. Cam yükseldikçe, gerilim veya basınç artar.

Aktif veya reaktif bir AC ağındaki güç parametreleri, bu tür enerjiyi tüketen unsurlara bağlıdır. Aktif - endüktans ve kapasitans enerjisi.

reaktif enerji

Reaktif enerjiyi simüle ederken voltaj artar ve kapasitans dolar. Voltaj düştüğünde, biriken enerji tel aracılığıyla santrale geri döndürülür. Bu döngüsel olarak tekrarlanır.

Bir AC devresinin tam gücü, belirli bir oranda çaba gerektirir. Bu nedenle büyük işletmeler tam gücün reaktif bileşeni ile mücadele etmektedir.

Aktif güç, tüketilen veya diğer biçimlere dönüştürülen enerjidir - ışık, ısı, hareket, yani bir tür işe.

Bir deneyim

Deney için, gücün aktif bir bileşeni olarak hizmet eden bir bardak alalım. Enerjinin tüketilmesi veya başka bir forma dönüştürülmesi gereken kısmını temsil eder.

ön güç

Aktif güç, mekanik hareket veya ısıtma gibi başka bir enerji biçimine dönüştürülür. Reaktif elemanda depolanan reaktif güç daha sonra geri verilir.

Görünen güç, aktif ve reaktif gücün geometrik toplamıdır.

Hesaplamalar yapmak için trigonometrik fonksiyonlar kullanıyoruz. Hesaplamaların fiziksel anlamı aşağıdaki gibidir. Kenarlarından biri 90 derece olan bir dik üçgen alalım. Taraflardan biri hipotenüsüdür. Bacağın dik açısına göre bitişik ve zıt vardır.

Kosinüs, hipotenüsün uzunluğuna göre bitişik bacağın uzunluğunu belirleyen ile temsil edilir.

Belirli bir üçgende hipotenüsün ve bitişik bacağın uzunluğunu alabilir ve trigonometrik kosinüs fonksiyonunu kullanarak bu açıyı hesaplayabilirsiniz. DC ve AC gücü bu bilgiler kullanılarak hesaplanır.

Açıyı hesaplamak için kosinüsün ters fonksiyonunu kullanabilirsiniz. Gerekli hesaplama sonucunu alıyoruz. Karşı bacağın uzunluğunu hesaplamak için sinüsü hesaplayabilir ve karşı bacağın hipotenüse oranını alabilirsiniz.

AC devresinin gücünün bu açıklamada önerilen formüle göre hesaplanması.

DC devrelerde güç, gerilim ve akımın çarpımına eşittir. Bu kural AC devrelerinde de çalışır, ancak yorumu tamamen doğru olmayacaktır.

İndüktans

Deneyi yapmaya çalışalım. 220 W'da 50 Hz frekanslı bir alternatif voltaj kaynağı, kaynak voltaj ve akım sensörü, aktif 1 ohm ve endüktif 1 ohm direnç olan bir yük alalım.

Ayrıca belirli bir anda bağlanacak bir anahtar, aktif-kapasitif bir yük var. Böyle bir sistem başlatalım. Kolaylık sağlamak için voltaj düzeltme katsayılarını sunuyoruz.

cihazı çalıştırıyoruz

Cihaz çalıştırıldığında şebeke geriliminin ve akımının faz dışı olduğu görülebilir. Ağın güç faktörü olan bir açının olduğu 0 üzerinden bir geçiş var. Bu açı ne kadar küçük olursa, örneğin elektrik veya kaynak transformatörleri gibi tüm AC cihazlarında belirtilen güç faktörü o kadar yüksek olur.

Sonuçlar

Endüktif reaktans olmadığından aktif güç yine sabit ve sıfıra eşit kalır. Şebekeye reaktif güç üretme süreci başladı.

Böyle bir konsept düzenlenir ve işletme hem tüketilen hem de üretilen güç için ödeme yapar. Burada, güç dengesini belirli bir seviyede tutmak için otomatik kompansatörler kurulur.

Güçlü bir yük kapatıldığında, kompanzasyon cihazı şebekeden kapatılmazsa şebekede reaktif güç üretilecek ve bu da güç sisteminde problem yaratacaktır.

Günlük yaşamda, güç tüketimi burada çok daha düşük olduğu için reaktif güç kompanzasyonu mantıklı değildir.

Aktif ve reaktif güç - fizikte bir okul dersinin kavramları.

Kaynak: fb.ru

benzer içerik

Mesleği olarak elektrik mühendisliği ile çalışmayı seçen herkes, güç kaynaklarının ne olduğu, özellikleri ve farklılıkları konusunda çok bilgili olmalıdır. Aslında, bu makalede göstereceğimiz karmaşık bir şey yok. Nasıl görüneceğini hayal etmek zor modern dünya, ondan çık Elektrik enerjisi ve eşlik eden...

Makalede AC motorların ne olduğunu öğrenecek, cihazlarını, çalışma prensibini, kapsamını düşüneceksiniz. Bugün endüstride kullanılan tüm motorların yüzde 95'inden fazlasının asenkron makineler olduğunu belirtmekte fayda var. Yüksek güvenilirliğe sahip olmaları nedeniyle yaygın olarak kullanılırlar, hizmet edebilirler ...

Sadece birkaçı AC ve DC'nin bir şekilde farklı olduğunu gerçekten anlayabilir. Belirli farklılıkları adlandırmaktan bahsetmiyorum bile. Bu makalenin amacı, bu fiziksel niceliklerin temel özelliklerini teknik bilgisi olmayan kişilerin anlayabileceği şekilde açıklamak ve bununla ilgili bazı temel kavramları vermektir...

Ürünlerin üretimine geçmeden önce, herhangi bir şirketin, serbest bırakılan malların satışı sonucunda ne kadar gelir elde edeceği hakkında bir fikri olması gerekir. Bunu yapmak için tüketici talebini incelemek, bir fiyatlandırma politikası geliştirmek ve tahmini geliri gelecekteki giderlerin miktarıyla karşılaştırmak gerekir. Üretim maliyeti pr...

Üretim böyle bir insan faaliyetidir ve bunun sonucunda maddi ihtiyaçlarını karşılar. Doğa ona gerekli tüm malları doğru miktarda sağlayamadığı için onları üretmek zorunda kalır. Buradan üretimin nesnel bir zorunluluk olduğu sonucuna varabiliriz. İnsan ihtiyaçları ruhsal olarak ikiye ayrılır...

Elektrik her alanda faydalı işler yapan ana enerji türüdür insan hayatı. Çeşitli mekanizmaları harekete geçirir, ışık verir, evleri ısıtır ve gezegendeki rahat varlığımızı sağlayan bir dizi cihazı canlandırır. Gerçekten, bu tür bir enerji evrenseldir. Ondan her şeyi alabilirsin...

Elektrik konnektörleri, herhangi bir özel işlem yapılmadan kolayca ayrılabilen veya birbirine bağlanabilen kontak elemanlarıdır. Tek fazlı ve üç fazlı tipte olabilirler. İkincisini kullanma sınırı 380 volttur, tek fazlı olanlar ise 250 volttan fazla olmayan bir voltajda kullanılabilir. Soket çıkıntı yapıyor...

Modern bilgisayar teknolojileri, bilgisayar bilimi, alfabenin gücü, hesap sistemleri ve daha birçok kavram birbiriyle en doğrudan bağlantılara sahiptir. Bugün çok az kullanıcı bu konularda yeterince bilgili. Alfabenin gücünün ne olduğunu, nasıl hesaplanacağını ve pratikte nasıl uygulanacağını açıklamaya çalışalım. Gelecekte, bu, dışarıda ...

Fizikte güç, oranın oranı olarak anlaşılır. kesin zaman yapıldığı süreye kadar çalışır. Altında mekanik iş kuvvetin vücut üzerindeki etkisinin nicel bileşeni, ikincisinin uzayda hareket etmesi nedeniyle ima edilir.Güç, enerji aktarım hızı olarak da ifade edilebilir. Yani, o...

Güç ve güç nedir? Bu göstergenin neyle ölçüldüğü, hangi araçların kullanıldığı ve bu fiziksel niceliklerin pratikte nasıl uygulandığı makalenin ilerleyen bölümlerinde ele alınacaktır.

Kaynak tarafından sağlanan enerji elektrik hareket gücü harici bir devreye dönüşür, diğer enerji türlerine dönüşür. Devrede sadece aktif direnç varsa, tüm enerji dirençte açığa çıkan ısıya dönüştürülür. Akım ve gerilim arasında faz kayması yoktur. Ayrıca kısa bir süre için alternatif akım direkt olarak kabul edilebilir. Bu nedenle, alternatif akımın direnç üzerinde geliştirdiği anlık güç:

Akım ve voltaj hem pozitif hem de negatif olmasına rağmen, ürünlerine eşit güç her zaman pozitiftir. Bununla birlikte, alternatif akımın frekansının iki katına eşit bir frekansla sıfırdan maksimum bir değere geçerek titreşir. Şek. 7.12, aktif direnç üzerinde serbest bırakılan akım, voltaj ve AC gücünün zamana bağımlılığını gösterir. Ortalama iletilen gücün maksimumdan daha az olduğu ve maksimum gücün yarısına eşit olduğu açıktır. ve döneminin ortalama değeri 'dir. Bu şu şekilde açıklanabilir: ve tam bir döngü için ortalama değer, ortalama değere eşittir. Bu nedenle, ortalama güç değeri şuna eşit olacaktır:

Güç faktörü- boyutsuz fiziksel miktar Yükte reaktif bir bileşenin varlığı açısından alternatif elektrik akımı tüketicisini karakterize etmek. Güç faktörü, yükten geçen alternatif akımın, kendisine uygulanan gerilime göre ne kadar faz dışı olduğunu gösterir.

Sayısal olarak, güç faktörü bu faz kaymasının kosinüsüne eşittir.

Bildiğiniz gibi alternatif akım kaynağından tüketilen enerji iki bileşenden oluşur:

1. Aktif enerji

2. Reaktif enerji

1. Aktif enerji alıcı tarafından tamamen ve geri alınamaz bir şekilde diğer enerji türlerine dönüştürülür..
Örnek: Bir dirençten geçen akım, direncin termal enerjisindeki bir artışla ifade edilen aktif iş yapar. Akan akımın fazından bağımsız olarak, direnç enerjisini ısıya dönüştürür. Direnç, akımın içinden hangi yönde aktığını umursamaz, sadece değeri önemlidir: ne kadar büyükse, direnç üzerinde o kadar fazla ısı açığa çıkar ( üretilen ısı miktarı akımın karesi ile direncin direncinin çarpımına eşittir.).

reaktif enerji- tüketilen enerjinin o kısmı, dönemin sonraki çeyreğinde tamamen kaynağa geri verilecek

GERİLİM REZONANSI

içinde olduğu bilinmektedir mekanik sistem rezonans, sistemin salınımlarının doğal frekansı ile sisteme etki eden bozucu kuvvetin salınımlarının frekansı eşit olduğunda meydana gelir. Sarkaç salınımları gibi mekanik bir sistemin salınımlarına periyodik bir geçiş eşlik eder. kinetik enerji potansiyele ve tam tersi. Mekanik bir sistemin rezonansında, küçük rahatsız edici kuvvetler sistemin büyük salınımlarına, örneğin büyük bir sarkaç salınım genliğine neden olabilir.
Endüktans ve kapasitansın olduğu AC devrelerinde, mekanik bir sistemdeki rezonans fenomenine benzer rezonans fenomenleri meydana gelebilir. Tam bir benzetme - elektrik devresinin doğal salınım frekansının, bozucu kuvvetin frekansına (şebeke voltajının frekansı) eşitliği - her durumda mümkün değildir.
Genel durumda, bir elektrik devresinin rezonansı, akım ve voltajın fazda çakıştığı devrenin böyle bir durumu olarak anlaşılır ve bu nedenle, devrenin eşdeğer devresi, parametrelerinin belirli bir oranında gerçekleşir. r, L, C Devrenin rezonans frekansı, kendisine uygulanan voltajın frekansına eşit olduğunda.
Bir elektrik devresindeki rezonansa, periyodik bir enerji geçişi eşlik eder. Elektrik alanı enerji kapasitesi manyetik alan ve tersi.
Bir elektrik devresindeki rezonansta devreye uygulanan küçük voltajlar, ayrı bölümlerde önemli akımlara ve voltajlara neden olabilir. Zincirin olduğu yerde r, L, C seri olarak bağlandığında voltaj rezonansı meydana gelebilir ve bir devrede r, L, C paralel bağlı, mevcut rezonans.
Rezonans- doğal salınımların frekansı, itici gücün salınımlarının frekansı ile çakıştığında meydana gelen, zorunlu salınımların genliğinde keskin bir artış olgusu

rezonans frekansı ifadeden bulunabilir

nerede ; f, hertz cinsinden rezonans frekansıdır; L, henry'deki endüktanstır; C, farad cinsinden kapasitanstır.

16. 1. Çalışma akımı

Elektrik akımı, elbette, bir durum için olmasaydı, bu kadar yaygın olarak kullanılmazdı. Akım veya elektriğin işi, ihtiyacımız olan herhangi bir enerjiye veya işe kolayca dönüştürülebilir: termal, mekanik, manyetik ...

Akımın pratik uygulaması için öncelikle ne tür işlerin benim lehime çevrilebileceğini bilmek istiyorum. Akımın çalışmasını belirlemek için formülü türetiyoruz: