Kuinka löytää virta AC-piiristä

Vaihtovirta ei ole sama kuin tasavirta. Kaikki tietävät, että tasavirta pystyy lämmittämään aktiivisen kuorman R. Ja jos kondensaattorin C sisältävää piiriä alkaa jännittää tasavirralla, heti kun se on ladattu, tämä kondensaattori ei kuljeta enempää virtaa piirin läpi.

Tasavirtapiirin kela L voi yleensä käyttäytyä kuin magneetti, varsinkin jos se sisältää ferromagneettisen ytimen. Tässä tapauksessa käämijohdin, jolla on aktiivinen vastus, ei eroa millään tavalla vastuksesta R, joka on kytketty sarjaan kelan kanssa (ja sen arvo on sama kuin kelajohtimen ohminen vastus).

Joka tapauksessa tasavirtapiirissä, jossa kuorma koostuu vain passiivisista elementeistä, ohimeneviä prosesseja ne loppuvat melkein heti kun hän alkaa ruokkia eivätkä enää näy.

Vaihtovirta- ja loiselementit

Mitä tulee vaihtovirtapiiriin, siinä transientit ovat tärkein, ellei ratkaiseva merkitys, ja kaikki tällaisen piirin elementit eivät ainoastaan ​​kykene haihduttamaan energiaa lämmön tai mekaanisen työn muodossa, vaan kykenevät myös vähiten. kerääntyvä energia sähkö- tai magneettikentän muodossa vaikuttaa virtaan aiheuttaen eräänlaisen epälineaarisen vasteen, joka ei riipu pelkästään käytetyn jännitteen amplitudista, vaan myös kulkevan virran taajuudesta.

Siten vaihtovirralla teho ei vain häviä aktiivisten elementtien lämmön muodossa, vaan osa energiasta kerääntyy peräkkäin ja palautetaan sitten takaisin virtalähteeseen. Tämä tarkoittaa, että kapasitiiviset ja induktiiviset elementit vastustavat vaihtovirran kulkua.

Piirissä sinimuotoinen vaihtovirta Kondensaattoria ladataan ensin puolet jaksosta, ja seuraavan puolijakson aikana se purkautuu palauttaen latauksen takaisin verkkoon ja niin edelleen verkon siniaallon puolijakson aikana. Vaihtovirtapiirissä oleva kela luo magneettikentän jakson ensimmäisen neljänneksen aikana, ja seuraavan neljänneksen aikana magneettikenttä pienenee, energia palaa virran muodossa takaisin lähteeseen. Näin puhtaasti kapasitiiviset ja puhtaasti induktiiviset kuormat käyttäytyvät.

Puhtaasti kapasitiivisella kuormalla virta johtaa jännitettä neljänneksellä verkon siniaallon jaksosta eli 90 astetta trigonometrisesti katsottuna (kun kondensaattorin jännite saavuttaa maksimin, virta sen läpi on nolla , ja kun jännite alkaa ylittää nollan, kuormituspiirin virta on maksimi).

Puhtaasti induktiivisella kuormalla virta jää jännitteestä 90 astetta, eli se viivästyy neljänneksellä sinimuotoisesta jaksosta (kun induktanssiin kohdistettu jännite on maksimi, virta alkaa vain kasvaa). Puhtaasti aktiivisella kuormalla virta ja jännite eivät jää toistensa jälkeen missään vaiheessa, eli ne ovat tiukasti samassa vaiheessa.

Kokonais-, lois- ja pätöteho, tehokerroin

Osoittautuu, että jos vaihtovirtapiirin kuorma ei ole täysin aktiivinen, siinä on välttämättä reaktiivisia komponentteja: sellaisia, joissa on muuntajien ja sähkökoneiden käämien induktiivinen komponentti, kondensaattorit ja muut kapasitiiviset elementit, joissa on kapasitiivinen komponentti, jopa vain johtojen induktanssi jne. .n.

Tämän seurauksena vaihtovirtapiirissä jännite ja virta ovat eri vaiheissa (eivät ole samassa vaiheessa, mikä tarkoittaa, että niiden maksimit ja minimit eivät ole samat maksimin kanssa - maksimi ja minimi täsmälleen minimin kanssa) ja virrassa on aina jonkin verran viivettä jännitteestä tietyn kulman verran, jota yleensä kutsutaan phi:ksi. Ja kosini phi:n suuruutta kutsutaan tehokerroin, koska kosini phi on itse asiassa kuormituspiirissä peruuttamattomasti kulutetun pätötehon R suhde kokonaistehoon S, joka välttämättä kulkee kuorman läpi.

Vaihtojännitelähde syöttää kokonaistehon S kuormapiiriin, osa tästä kokonaistehosta palautetaan joka neljännes jakson takaisin lähteelle (se palaa ja vaeltelee edestakaisin ns. reaktiivinen komponentti Q), ja osa kuluu pätötehona P — lämmön tai mekaanisen työn muodossa.

Jotta reaktiivisia elementtejä sisältävä kuorma toimisi tarkoitetulla tavalla, se on saatava sähköenergian lähteestä täydellä teholla.

Kuinka laskea näennäisteho vaihtovirtapiirissä

Kuorman kokonaistehon S mittaamiseksi vaihtovirtapiirissä riittää kertomaan virta I ja jännite U tai pikemminkin niiden keskimääräiset (teholliset) arvot, jotka on helppo mitata vaihtovirtavolttimittarilla ja ampeerimittarilla ( nämä laitteet näyttävät tarkalleen keskimääräisen tehollisen arvon, joka kaksijohtimisella yksivaiheverkolla on pienempi kuin amplitudi 1,414 kertaa). Tällä tavalla tiedät, kuinka paljon virtaa menee lähteestä vastaanottimeen. Keskiarvot otetaan, koska perinteisessä verkossa virta on sinimuotoinen ja meidän on saatava tarkka kulutetun energian arvo joka sekunti.

Kuinka laskea aktiivinen teho AC-piirissä

Jos kuorma on luonteeltaan puhtaasti aktiivinen, se on esimerkiksi nikromista valmistettu lämmityskierukka tai hehkulamppu, voit yksinkertaisesti kertoa ampeerimittarin ja volttimittarin lukemat, tämä on aktiivinen tehonkulutus P. Mutta jos kuorma on luonteeltaan aktiivinen reaktiivinen, silloin laskennassa on tiedettävä kosini phi eli tehokerroin.

Erityinen sähköinen mittauslaite - vaihemittari, avulla voit mitata kosini phi suoraan, eli saada tehokertoimen numeerinen arvo. Kun tiedetään kosini phi, on vielä kerrottava se kokonaisteholla S, jonka laskentamenetelmä on kuvattu edellisessä kappaleessa. Tämä on aktiivinen teho, verkon kuluttaman energian aktiivinen komponentti.

Kuinka laskea loisteho

Loistehon löytämiseksi riittää, että käytät Pythagoran lauseen seurausta asettamalla tehokolmio tai yksinkertaisesti kertomalla kokonaisteho sinusoidilla.