Цепи однофазного переменного тока. Разветвленные цепи переменного тока

1.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
ОДНОФАЗНОГО
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

2. 4. Разветвленные цепи переменного тока. Резонанс токов. Коэффициент мощности и его значение.

3. Разветвленные цепи переменного тока

• По аналогии с постоянным током при
параллельном соединении элементов
электрической цепи переменного тока
воспользуемся понятием
проводимостей.
• В разветвленных цепях переменного
тока различают проводимости трех
видов: полную у, активную q и
реактивную b.

4.

Известны параметры цепи:
Требуется определить токи в ветвях и
построить векторную диаграмму.

5.

Для определения токов в ветвях и
построения векторной диаграммы
воспользуемся следующими
выражениями:

6.

В этом случае активные и реактивные
составляющие токов:

7.

где q1 и q2 – активные составляющие
проводимостей
bL и bc – реактивные составляющие
проводимостей

8.

z1 и z2 – полные сопротивления
реактивных ветвей
полная проводимость – величина,
обратная полному сопротивлению

9. Построение векторной диаграммы

Построение векторной диаграммы
удобно начать с вектора напряжения,
так как это напряжение является общим
для двух параллельных ветвей.

10. Построение векторной диаграммы

Векторы составляющих токов
откладываем под соответствующими
углами:
• для активных составляющих
• для индуктивной составляющей
• для емкостной составляющей

11.

• Получив векторы активных и
реактивных составляющих токов,
строим векторы токов в ветвях I1 и I2
• Далее, по правилу параллелограмма,
находим вектор общего тока I и угол
сдвига фаз между током и напряжением

12.

13. Резонанс токов

Если будет иметь место равенство
реактивных сопротивлений XL и XC,
то, соответственно, реактивные
проводимости также будут равны, т.е
bL=bC.
Такой режим называется резонансом
токов.

14.

В этом случае общий ток I будет
совпадать по фазе с напряжением U .
• Полная мощность равна активной
S=P
• Реактивная мощность от источника не
потребляется Q=0
• Коэффициент мощности равен
единице

15.

Явление резонанса токов широко
используется в технике, например, в
технике связи и автоматике.
В энергетических устройствах
резонанс токов в отличие от резонанса
напряжений – явление безопасное.

16.

Коэффициент мощности
показывает, насколько рационально
используется электрическая энергия.
Он представляет собой соотношение:
P
cos
S

17.

Чем выше коэффициент мощности, тем
лучше, т.е. больший вес в данном
соотношении имеет активная
мощность в полной, а именно она
совершает полезную работу.

18.

• Идеальное значение коэффициента
мощности равно единице.
• Если коэффициент мощности меньше
единицы, это указывает на
присутствие так называемой
реактивной мощности, которая
требуется для получения магнитного
поля, необходимого для работы
двигателей и других индуктивных
нагрузок.

19.

Реактивная мощность является
бесполезной мощностью и создает
дополнительную нагрузку на систему
электропитания и увеличивает затраты
потребителя за электроэнергию.

20. Увеличение коэффициента мощности

• В настоящее время используется два
способа увеличения коэффициента
мощности: естественный и
искусственный.
• Естественный способ: следует
уменьшать или исключать работу
электродвигателей на холостом ходу.
• Искусственный способ: компенсация
реактивной мощности путем
подключения дополнительной батареи
конденсаторов.

21. Домашнее задание

• Евдокимов Ф.Е. Теоретические
основы электротехники.
Гл. 14, 17, § 14.3-14.4, 17.3-17.4, с. 270280, 304-310.
• Немцов М.В., Немцова М.Л.
Электротехника и электроника.
Гл. 4, § 4.11-4.14, с. 111-120.