Мощность в цепи переменного тока

Переменный ток характеризуется тремя видами мощности.

Активная мощность - количество электрической энергии, преобразованной в тепло. Для цепей переменного тока, когда ток и напряжение изменяются по синусоидальному закону с одинаковой частотой, она равна:

*Единица активной мощности - ватт (W, Вт).

Реактивная мощность цепи переменного тока характеризует скорость накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности, а также обмен энергией между отдельными участками цепи, и в частости, генератором и приемником.

* Единица реактивной мощности - вольт-ампер реактивный (var, вар).

Полная мощность (кажущаяся) - мощность цепи переменного тока, равная корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощностей.

• Единица полной мощности - вольт-ампер (V·A, В·А).

Мгновенная и средняя мощности.

Энергия, поставляемая источником электродвижущей силы во внешнюю цепь, испытывает превращения в другие виды энергии. Если в цепи имеется только активное сопротивление, то вся энергия превращается в тепло, выделяемое на сопротивлении . Между током и напряжением сдвиг фаз отсутствует. Кроме того, в течение малого промежутка времени переменный ток можно рассматривать как постоянный. Поэтому мгновенная мощность, развиваемая переменным током на сопротивлении:

Хотя ток и напряжение бывают как положительными, так и отрицательными, мощность, равная их произведению, всегда положительна. Однако она пульсирует, изменяясь от нуля до максимального значения с частотой, равной удвоенной частоте переменного тока. Ясно, что средняя передаваемая мощность меньше максимальной и равна половине максимальной мощности. Среднее значение и за период равно . Это можно объяснить следующим образом: , а за полный цикл среднее значение равно среднему значению . Поэтому среднее значение мощности будет равно

3) Синусоида мощности.

На одном графике изображаются синусоиды тока I и напряжения U. Для получения кривой, изображающей мощность переменного тока, нужно перемножать значения тока и напряжения для различных точек синусоид. В первой половине периода значения тока и напряжения будут положительными, и поэтому произведения их будут также положительными. Откладывают их вверх от горизонтальной оси. Во второй половине периода значения тока и напряжения изменят знак на минус. Но так как произведение двух отрицательных величин есть число положительное, то мощность переменного тока за вторую половину периода будет также положительной и изобразится такой же кривой, как и мощность за первую половину периода. Таким образом, мощность остается положительной в течение всего периода. Среднее значение мощности за весь период будет равно произведению действующих значений тока и напряжения.

Билет №17.

1. Расчет и исследование сложных электрических цепей во многих случаях можно значительно облегчить и сделать более наглядным путем преобразования электрических схем одного вида в схемы другого вида. Одним из способов является эквивалентное преобразование треугольника в звезду. В этом методе выполняется преобразование пассивной части электрической цепи, т.е. приемников электрической энергии.