Vaihtovirtapiirin tehokertoimen epäsuoran määrityksen periaate ja menetelmät

Tehokerroin tai kosini phi, suhteessa sinimuotoisen vaihtovirran käyttäjään, on aktiivisen tehonkulutuksen P suhde kokonaistehoon S, joka syötetään tälle käyttäjälle verkosta.

Kokonaisteho SYleisessä tapauksessa voidaan määritellä kyseessä olevan piirin virran I ja jännitteen U tehollisten (neliökeskiarvo) ja käyttäjän peruuttamattomasti kuluttaman pätötehon P tulona. työn toiminta.

Loisteho Q, vaikka se on osa kokonaistehoa, sitä ei kuitenkaan kuluteta työn suorittamiseen, vaan se osallistuu vain vaihtelevien sähkö- ja magneettikenttien luomiseen joissakin käyttäjän piirin elementeissä.

paitsi suora tehokertoimen mittaus sähködynaamisten laitteiden käyttö — vaihemittarit, on olemassa melko loogisia epäsuoria menetelmiä, joiden avulla voit matemaattisesti tarkasti ymmärtää tämän erittäin tärkeän sähkösuureen arvon, joka kuvaa käyttäjää sinimuotoisessa vaihtovirtapiirissä.

Katsotaanpa tietoja epäsuorat menetelmät yksityiskohdissa, Ymmärretään epäsuoran tehokertoimen mittauksen periaate.

Volttimittari, ampeerimittari ja wattimittarimenetelmä

Elektrodynaaminen wattimittari ylimääräinen aktiivinen vastus liikkuvan kelan piirissä osoittaa vaihtovirtapiirissä P kulutetun erittäin aktiivisen tehon arvon.

Jos nyt mitataan volttimittarilla ja ampeerimittarilla tutkittavan kuorman piirissä vaikuttavan virran I ja jännitteen U keskiarvot, niin kertomalla nämä kaksi parametria saadaan vain kokonaisteho S .

Sitten tietyn kuorman tehokerroin (kosini phi) voidaan helposti löytää kaavalla:

Täältä löydät halutessasi myös loistehon Q arvon, piirin z kokonaisresistanssin Ohmin laki, sekä aktiivinen ja reaktiivinen vastus, yksinkertaisesti rakentamalla tai esittämällä vastuskolmio ja käyttämällä sitten Pythagoraan lausetta:

Laskuri- ja ampeerimittarimenetelmä

Tämän menetelmän käyttämiseksi on tarpeen koota piiri, jossa yksinkertaisin on kytketty sarjaan kuorman Z ja ampeerimittarin kanssa sähkömittari Wh.

Tietylle ajanjaksolle t, luokkaa minuuttia, on tarpeen laskea levyn N kierrosten lukumäärä, joka näyttää tietyn ajan kuluessa käytetyn aktiivisen energian määrän (eli ottaen huomioon tehokerroin).

Tässä: levyn kierrosten lukumäärä N, kerroin k on energian määrä kierrosta kohti, I ja U ovat rms-virta ja jännite vastaavasti, t on kierrosten laskentaaika, kosini phi on tehokerroin:

Sitten tutkitun käyttäjän Z sijasta aktiivinen kuorma R sisällytetään piiriin saman laskurin kautta, mutta ei suoraan, vaan reostaatin R1 kautta (saavutetaan sama virta I kuin ensimmäisessä tapauksessa, käyttäjän Z kanssa). Levyn N1 kierrosten lukumäärää ylläpidetään saman ajan t. Mutta tässä, koska kuorma on aktiivinen, kosini phi (tehokerroin) on varmasti yhtä suuri kuin 1. Tästä syystä:

Sitten levylaskurin kierrosten suhde kirjataan samalle ajanjaksolle ensimmäisessä ja toisessa tapauksessa. Tämä on kosini phi, eli ensimmäisen kuorman tehokerroin (suhteessa puhtaasti aktiiviseen kuormaan, jolla on sama nykyinen):

Kolmen ampeerimetrin menetelmä

Jotta voit määrittää tehokertoimen sinimuotoisessa virtapiirissä kolmella ampeerimittarilla, sinun on ensin koottava seuraava piiri:

Tässä Z on kuorma, jonka tehokerroin on määritettävä, ja R on puhtaasti aktiivinen kuorma.

Koska kuorma R on puhtaasti aktiivinen, on virta I1 millä tahansa ajanhetkellä samassa vaiheessa tähän kuormaan kohdistetun vaihtojännitteen U kanssa. Tässä tapauksessa virta I on yhtä suuri kuin virtojen I1 ja I2 geometrinen summa. Nyt rakennamme tämän sijainnin perusteella virtojen vektorikaavion:

Virtojen vektorikaaviossa terävä kulma virran I1 ja virran I2 välillä on kulma phi, jonka kosini (itse asiassa tehokertoimen arvo) löytyy erityisestä arvotaulukosta. trigonometrisista funktioista tai lasketaan kaavalla:

Tästä voidaan ilmaista kosini phi eli haluttu tehokerroin:

Löydetyn tehokertoimen merkki («+» tai «-«) osoittaa kuorman luonteen. Jos tehokerroin (kosini phi) on negatiivinen, kuorma on luonteeltaan kapasitiivinen. Jos tehokerroin on positiivinen, kuorman luonne on induktiivinen.