Jaudas koeficienta netiešās noteikšanas princips un metodes maiņstrāvas ķēdē
Jaudas koeficients vai kosinuss phi, attiecībā uz sinusoidālās maiņstrāvas lietotāju, ir aktīvās jaudas patēriņa P attiecība pret kopējo jaudu S, kas šim lietotājam tiek piegādāta no tīkla.
Kopējā jauda S, vispārīgā gadījumā var definēt kā strāvas I un sprieguma U efektīvo (vidējo kvadrātisko) vērtību reizinājumu aplūkotajā ķēdē un aktīvās jaudas P — ko lietotājs neatgriezeniski patērē darba darbība.
Reaktīvā jauda Q, lai gan tā ir daļa no kopējās jaudas, tomēr tā netiek patērēta darbu veikšanai, bet tikai piedalās mainīgu elektrisko un magnētisko lauku veidošanā atsevišķos lietotāja ķēdes elementos.
izņemot tiešā jaudas koeficienta mērīšana elektrodinamisko ierīču izmantošana — fāzes skaitītāji, ir diezgan loģiskas netiešas metodes, kas ļauj matemātiski precīzi saprast šī ļoti svarīgā elektriskā daudzuma vērtību, kas raksturo lietotāju sinusoidālās maiņstrāvas ķēdē.
Apskatīsim datus netiešās metodes detaļās, Ļaujiet mums saprast netiešās jaudas koeficienta mērīšanas principu.
Voltmetra, ampērmetra un vatmetra metode
Elektrodinamiskais vatmetrs ar papildu aktīvo pretestību tās kustīgās spoles ķēdē norāda ārkārtīgi aktīvās jaudas vērtību, kas patērēta maiņstrāvas ķēdē P.
Ja tagad, izmantojot voltmetru un ampērmetru, mēs izmērām strāvas I un sprieguma U vidējās vērtības, kas darbojas pētāmās slodzes ķēdē, tad, reizinot šos divus parametrus, mēs iegūsim tikai kopējo jaudu S .
Tad dotās slodzes jaudas koeficientu (kosinusu phi) var viegli atrast, izmantojot formulu:
Šeit, ja vēlaties, varat atrast arī reaktīvās jaudas Q vērtību, ķēdes kopējo pretestību z Oma likums, kā arī aktīvo un reaktīvo pretestību, vienkārši konstruējot vai attēlojot pretestības trīsstūri un pēc tam izmantojot Pitagora teorēmu:
Skaitītāja un ampērmetra metode
Lai izmantotu šo metodi, ir jāsamontē ķēde, kurā vienkāršākais ir savienots virknē ar slodzi Z un ampērmetru elektrības skaitītājs Wh.
Noteiktam laika posmam t, kas ir minūte, būs jāaprēķina diska N apgriezienu skaits, kas parādīs aktīvās enerģijas daudzumu, kas iztērēts noteiktā laikā (ti, ņemot vērā spēka faktors).
Šeit: diska apgriezienu skaits N, koeficients k ir enerģijas daudzums vienā apgriezienā, I un U ir attiecīgi efektīvā strāva un spriegums, t ir apgriezienu skaitīšanas laiks, kosinuss phi ir jaudas koeficients:
Tad pētītā lietotāja Z vietā aktīvā slodze R tiek iekļauta ķēdē caur to pašu skaitītāju, bet ne tieši, bet caur reostatu R1 (panākot tādu pašu strāvu I kā pirmajā gadījumā, ar lietotāju Z). Diska N1 apgriezienu skaits tiek uzturēts tikpat ilgi t. Bet šeit, tā kā slodze ir aktīva, kosinuss phi (jaudas koeficients) noteikti ir vienāds ar 1. Tātad:
Tad diska skaitītāja apgriezienu attiecība tiek reģistrēta vienā un tajā pašā laika periodā pirmajā un otrajā gadījumā. Tas būs kosinuss phi, tas ir, pirmās slodzes jaudas koeficients (attiecībā pret tīri aktīvo slodzi ar tādu pašu pašreizējais):
Trīs ampērmetru metode
Lai noteiktu jaudas koeficientu sinusoidālās strāvas ķēdē, izmantojot trīs ampērmetrus, vispirms jāsamontē šāda ķēde:
Šeit Z ir slodze, kuras jaudas koeficients ir jānosaka, un R ir tīri aktīva slodze.
Tā kā slodze R ir tīri aktīva, strāva I1 jebkurā laika momentā ir fāzē ar šai slodzei pievadīto maiņspriegumu U. Šajā gadījumā strāva I ir vienāda ar strāvu I1 un I2 ģeometrisko summu. Tagad, pamatojoties uz šo pozīciju, mēs izveidosim strāvu vektoru diagrammu:
Strāvu vektoru diagrammā akūts leņķis starp strāvu I1 un strāvu I2 ir leņķis phi, kura kosinusu (faktiski jaudas koeficienta vērtību) var atrast no īpašas vērtību tabulas. trigonometriskās funkcijas vai aprēķinātas pēc formulas:
No šejienes mēs varam izteikt kosinusu phi, tas ir, vēlamo jaudas koeficientu:
Atrastā jaudas koeficienta zīme («+» vai «-«) norāda slodzes raksturu. Ja jaudas koeficients (kosinuss phi) ir negatīvs, slodzei ir kapacitatīvs raksturs. Ja jaudas koeficients ir pozitīva vērtība, tad slodzes raksturs ir induktīvs.