Электротехника и электроника. Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепей. (Лекция 5)

цепи

Литература:

1. Зевеке Г.В., Ионкин А.В., Нетушил А.В.,Страков С.В. Основы теории цепей: Учебник для вузов, - М.: Энергоатомиздат, 1999 г, с. 61 –84.

2. Бакалов В.П., Игнатов А.Н., Крук Б.И. Основы теории электрических цепей и электроники: Учебник для вузов, - М.: Радио и связь, 1999 г, с. 37 –54.

3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учебник для вузов, - М.: Высшая школа, 2003 г, с. 37 –83.

и его характеристики

Пусть через резистор протекает ток i(t):

Колебания синфазные

Мгновенная мощность колебания в резисторе

-элемента

колебания тока на угол + π/2.

Um

Колебания тока и напряжения находятся в квадратуре

Мгновенная мощность изменяется во времени

по синусоидальному закону с частотой в два раза большей частоты тока

Мгновенная мощность положительна при нарастании по абсолютному значению тока в индуктивном элементе → 0

Im

мощность в индуктивном элементе

гармонического колебания и отстает по фазе от колебания тока на угол π/2.

раза большей частоты тока.

Мгновенная мощность положительна при нарастании по абсолютному значению напряжения на емкостном элементе → Т/4

за четверть периода (рС > 0)

В чисто емкостной цепи, как и в чисто индуктивной цепи потери энергии отсутствуют. Вначале происходит заряд конденсатора, энергия при этом накапливается в электрическом поле конденсатора. Затем происходит разряд конденсатора, энергия, запасенная в электрическом поле, поступает к источнику.

> R1

L1 > L2

C1 > C2

возможности многих электротехнических устройств (генераторов, трансформаторов, электрических машин) для которых она указывается в качестве номинальной: SНОМ=UНОМIНОМ

Комплексно-сопряженный ток

имеет индуктивный характер, Δϕ > 0 и PQ > 0, если – емкостной характер, то Δϕ < 0 и PQ < 0.

Коэффициент мощности

Чем больше cosϕ , тем больше степень использования полной мощности, тем меньшим током при заданном напряжении можно доставить к потребителю активную мощность

От значения I → сечения подводящих энергию проводов, кабелей, линий передач. Потери энергии в подводящих проводах пропорциональны I2

Для увеличения cosϕ необходимо уменьшать реактивную мощность. При Q = 0 имеем cosϕ = 1. Так как QL > 0 , а QС < 0, то для компенсации реактивной мощности параллельно нагрузке, имеющей как правило, индуктивный характер, подключают компенсирующую емкость, значение которой выбирают из условия: Q = QL + QС = 0, т.е. QL = - QС

баланс комплексных мощностей источников и приемников электрической энергии

Условия получения максимальной мощности в нагрузке

только при η = 50%

PН MAX

экономических затрат (значения КПД) источники работают в согласованном режиме (устройства автоматики – мощности управляющих сигналов малы)

Для силовых установок (RH >> RИ) → режим близкий к режиму холостого хода ⇒ важен КПД