2020-01-15
135
На рис. 28.1а изображена произвольная пассивная цепь синусоидального тока с двумя зажимами для подключения источника питания. В общем случае, ток и напряжение на входе этой цепи сдвинуты по фазе на угол φ:
u=Umsin(ωt); i=Imsin(ωt-φ).
Мгновенная мощность, потребляемая цепью от источника:
p=ui= UmImsin(ωt)sin(ωt -φ)=U m I m cosφ-U m I mcos(2ωt -φ).
График изменения этой мощности представлен на рис. 28.1.6 вместе с графиками изменения тока и напряжения. Мощность колеблется с двойной частотой. Большую часть периода она имеет положительное значение, а меньшую - отрицательное. Отрицательное значение мощности свидетельствует о возврате части накопленной в конденсаторах и катушках энергии в питающий цепь источник энергии.
Рис.28.1
Среднее значение потребляемой мощности
P=UIcosφ=I2R
называется активной мощностью. Она характеризует среднюю скорость преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Потребляемая в пассивной цепи активная мощность имеет всегда положительное значение. Она измеряется ваттметром, схема включения которого в цепь показана на рис. 28.3. Единицей измерения активной мощности является ватт (Вт).
|
|
|
Амплитуда переменной составляющей мощности
S=UI=I2Z
называется полной мощностью. Она характеризует максимальную мощность, на которую должен быть рассчитан источник для питания данной цепи. Её иногда называют кажущейся, габаритной или аппаратной мощностью. Единицей её измерения является вольт-ампер (ВА). Здесь U = IZ, где Z = 
- полное сопротивление цепи синусоидального тока.
Величина Q=UIsinφ=I2X
называется реактивной мощностью. Она характеризует максимальную скорость обмена энергии между источником и цепью. Она может быть как положительной (при φ>0, т.е. в активно-индуктивной цепи), так и отрицательной (при φ<0, т.е. в активно-ёмкостной цепи). В связи с этим иногда говорят, что индуктивность потребляет «реактивную энергию», а ёмкость вырабатывает её. Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных (вар).
В электрической цепи синусоидального тока выполняется баланс как активных, так и реактивных (но не полных!) мощностей, т. е. сумма мощностей всех источников равна сумме мощностей всех потребителей:
ΣРист. = ΣРпотр
ΣQ ист = ΣQnoтр
Соотношения между различными мощностями в цепи синусоидального тока можно наглядно представить в виде треугольника мощностей (рис. 28.2).
Рис.28.2
