Jaudas mērīšana. Mehāniskās jaudas formula un definīcija

tas ir, spēka vektoru reizinājums ar kustības ātrumu - un ir jauda. Ar ko tas tiek mērīts? Saskaņā ar starptautisko SI sistēmu šī daudzuma mērvienība ir 1 vats.

Vats un citas jaudas vienības

Vats nozīmē jaudu, kur viens džouls darba tiek paveikts vienā sekundē. Pēdējā vienība tika nosaukta pēc angļa J. Watt, kurš izgudroja un uzbūvēja pirmo tvaika dzinēju. Bet tajā pašā laikā viņš izmantoja citu vērtību - zirgspēku, kas tiek izmantota līdz mūsdienām. Viens zirgspēks ir aptuveni vienāds ar 735,5 vatiem.

Tādējādi, papildus vatiem, jaudu mēra metriskajos zirgspēkos. Un ar ļoti mazu vērtību tiek izmantots arī Erg, kas vienāds ar desmit līdz mīnus septītajai vatu jaudai. Ir iespējams arī mērīt vienā masas / spēka / metros sekundē, kas ir vienāds ar 9,81 vatu.

Dzinēja jauda

Nosauktā vērtība ir viena no svarīgākajām jebkurā motorā, kas var būt ļoti dažādas jaudas. Piemēram, elektriskajam skuveklim ir simtdaļas kilovatu, bet kosmosa kuģa raķetei ir miljoni.

Lai uzturētu noteiktu ātrumu, dažādām slodzēm ir nepieciešama atšķirīga jauda. Piemēram, automašīna kļūs smagāka, ja tajā ievietos vairāk kravas. Tad palielināsies berzes spēks uz ceļa. Tāpēc, lai saglabātu tādu pašu ātrumu kā bez slodzes, ir nepieciešama lielāka jauda. Attiecīgi dzinējs ēdīs vairāk degvielas. Visi autovadītāji to apzinās.

Bet lielā ātrumā svarīga ir arī mašīnas inerce, kas ir tieši proporcionāla tās masai. Pieredzējuši autovadītāji, kuri apzinās šo faktu, braucot atrod labāko degvielas un ātruma kombināciju, lai tiktu patērēts mazāks benzīns.

Pašreizējā jauda

Kā tiek mērīta jauda? Tajā pašā SI vienībā. To var izmērīt tieši vai netieši.

Pirmā metode tiek īstenota, izmantojot vatmetru, kas patērē ievērojamu enerģiju un ļoti noslogo strāvas avotu. Ar to to mēra no desmit vatiem vai vairāk. Netiešo metodi izmanto, ja nepieciešams izmērīt nelielas vērtības. Ierīces šim nolūkam ir ampērmetrs un voltmetrs, kas savienots ar patērētāju. Šajā gadījumā formula izskatīsies šādi:

Ar zināmu slodzes pretestību mēs izmērām caur to plūstošo strāvu un atrodam jaudu šādi:

P \u003d I 2 ∙ R n.

Saskaņā ar formulu P \u003d I 2 / R n var aprēķināt arī pašreizējo jaudu.

Arī tas, ko mēra trīsfāzu strāvas tīklā, nav noslēpums. Šim nolūkam tiek izmantota pazīstama ierīce - vatmetrs. Turklāt ir iespējams atrisināt elektroenerģijas jaudas mērīšanas problēmu, izmantojot vienu, divas vai pat trīs ierīces. Piemēram, četru vadu instalācijai būtu nepieciešamas trīs ierīces. Un trīs vadiem ar nesabalansētu slodzi - divi.

Izpildīts uz noteiktu laiku, līdz šim laika periodam.

Efektīva jauda, dzinēja jauda, ​​kas tiek dota darba mašīnai tieši vai ar spēka transmisijas starpniecību. Atšķiriet lietderīgo, pilno un nominālo motora E. m. Noderīgs tiek saukts par dzinēja E. m, atskaitot enerģijas patēriņu tā darbībai nepieciešamo palīgierīču vai mehānismu iedarbināšanai, bet kam ir atsevišķa piedziņa (ne tieši no dzinēja). Pilna E. m. - dzinēja jauda, ​​neatskaitot norādītās izmaksas. Nominālā E. m. vai vienkārši nominālā jauda, ​​- E. m., ko garantē ražotājs noteiktiem darbības apstākļiem. Atkarībā no dzinēja veida un mērķa tiek izveidoti elektromagnētiskie dzinēji, kurus regulē standarti vai tehniskās specifikācijas (piemēram, kuģa reversīvā dzinēja maksimālā jauda pie noteikta kloķvārpstas ātruma kuģa aizmugurējā daļā - tā -saukta reversā jauda, ​​gaisa kuģa dzinēja maksimālā jauda ar minimālo īpatnējo degvielas patēriņu - tā saukto kreisēšanas jaudu utt.). E. m. ir atkarīgs no darba procesa forsēšanas (intensifikācijas), dzinēja izmēra un mehāniskās efektivitātes.

Vienības

Vēl viena izplatīta jaudas mērvienība ir zirgspēki.

Jauda mehānikā

Ja spēks iedarbojas uz kustīgu ķermeni, tad šis spēks darbojas. Jauda šajā gadījumā ir vienāda ar spēka vektora skalāro reizinājumu un ātruma vektoru, ar kuru ķermenis pārvietojas:

M- moments, - leņķiskais ātrums, - pi, n- rotācijas ātrums (apgr./min).

Elektroenerģija

Elektroenerģija- fizikāls lielums, kas raksturo elektroenerģijas pārvades vai pārveidošanas ātrumu.

S — šķietamā jauda, ​​VA

P — aktīvā jauda, ​​W

Q - reaktīvā jauda, ​​VAr

Jaudas mērītāji

Piezīmes

Skatīt arī

Saites

• Elektriskās strāvas formas ietekme uz tās darbību. Žurnāls "Radio", 1999. gada 6. numurs

Wikimedia fonds. 2010 .

Skatiet, kas ir "Jauda (fizika)" citās vārdnīcās:

Zinātne, kas pēta vienkāršākos un vienlaikus vispārīgākos dabas parādību modeļus, matērijas principus un uzbūvi un tās kustības likumus. F. jēdzieni un tā likumi ir visu dabaszinātņu pamatā. F. pieder pie eksaktajām zinātnēm un pēta daudzumus ... Fiziskā enciklopēdija

Dažādu fizisko parādību piemēri Fizika (no citiem grieķu φύσις ... Wikipedia

I. Fizikas priekšmets un struktūra Fizika ir zinātne, kas pēta vienkāršākos un vienlaikus arī vispārīgākos dabas parādību modeļus, matērijas īpašības un uzbūvi, kā arī tās kustības likumus. Tāpēc F jēdzieni un tā likumi ir visa pamatā ... ... Lielā padomju enciklopēdija

High Energy Density Physics (HED Physics) ir fizikas nozare kondensēto vielu fizikas un plazmas fizikas krustpunktā, kas pēta sistēmas ar augstu enerģijas blīvumu. Zem augsta ... Wikipedia

Elektroenerģija ir fizisks lielums, kas raksturo elektroenerģijas pārvades vai pārveidošanas ātrumu. Saturs 1 Momentānā elektriskā jauda ... Wikipedia

Elektroenerģija ir fizisks lielums, kas raksturo elektroenerģijas pārvades vai pārveidošanas ātrumu. Saturs 1 Momentānā elektriskā jauda 2 Jauda līdzstrāva... Vikipēdija

Šim terminam ir citas nozīmes, skatiet Intensitāte. Intensitātes mērvienība MT−3 SI vienības W/m² ... Wikipedia

Vatmetrs (vats + gr. μετρεω I mērījums) mērierīce, kas paredzēts elektriskās strāvas vai elektromagnētiskā signāla jaudas noteikšanai. Saturs 1 Klasifikācija 2 Zemfrekvences un līdzstrāvas vatmetri ... Wikipedia

Jauda ir fizisks lielums, kas parāda, cik daudz enerģijas pārvietojas konkrētas iekārtas elektriskās ķēdes iekšpusē. Kas tas ir, kādās vienībās tas ir izteikts, kādā mērā tiek mērīta jauda, ​​kādas ierīces tam ir paredzētas? Vairāk par šo un vairāk tālāk.

Jauda ir fiziska lieluma skalāra forma, kas ir vienāda ar izmaiņu ātrumu, pārveidojot, pārraidot vai patērējot sistēmas enerģiju. Saskaņā ar šaurāku jēdzienu tas ir rādītājs, kas ir vienāds ar darbā pavadītā laika attiecību pret pašu darbam pavadīto periodu. Mehānikā to apzīmē ar simbolu N. Elektrozinātnē lieto burtu P. Bieži vien var redzēt arī simbolu W no vārda vats.

Jauda

Noderīgs, pilns un nomināls motorā atšķiras. Noderīga ir dzinēja jauda, ​​izņemot izmaksas, kas tiek tērētas visu citu sistēmu darbībai. Bruto ir noteiktais spēks bez atskaitījumiem, un nominālo nosaka un garantē rūpnīca.

Papildus informācija! Ir vērts atzīmēt, ka ir arī skaņas spēks un sprādzienbīstama skaņa. Pirmajā gadījumā šī ir skalāra vērtība, kas saistīta ar skaņas viļņiem un skaņas enerģiju, ko arī mēra vatos, bet otrā ir saistīta ar TNT sadalīšanās enerģijas izdalīšanos.

Pamatjēdziens apmācībā

Kas tiek mērīts

Novecojusi mērvienība ir zirgspēki. Skaidri atbildot uz jautājumu par to, kādā mērā tiek mērīta mehāniskā jauda, ​​ir vērts atzīmēt, ka saskaņā ar mūsdienu starptautiskajiem rādītājiem jaudas mērvienība ir vats. Ir vērts atzīmēt, ka vats ir atvasināta vienība, kas ir saistīta ar citiem. Tas ir vienāds ar džoulu sekundē vai kilogramu, kas reizināts ar metru kvadrātā, dalīts ar sekundi. Vats ir arī volts, kas reizināts ar ampēru.

Ir svarīgi atzīmēt, ka vati ir sadalīti mega, kilo un voltu ampēros.

Formulas mērīšanai

Jauda ir vērtība, kas ir tieši saistīta ar citiem rādītājiem. Tātad, tas ir tieši saistīts ar laiku, spēku, ātrumu, spēka vektoru un ātrumu, spēku un ātruma moduli, spēka momentu un rotācijas frekvenci. Bieži vien, aprēķinot elektriskās jaudas šķirni, formulas izmanto arī Pi skaitli, pretestības indeksu, momentāno strāvu ar spriegumu noteiktā apgabalā. elektrotīkls, aktīvā, kopējā un reaktīvā jauda. Tiešais aprēķina dalībnieks ir amplitūda ar leņķisko ātrumu un sākotnējā strāvas stiprums ar spriegumu.

Elektriskie

Elektriskā jauda ir lielums, kas parāda ātrumu vai transformāciju, ar kādu elektriskā enerģija pārvietojas. Lai izpētītu momentānās elektriskās jaudas raksturlielumu noteiktā ķēdes posmā, ir jāzina momentānās strāvas strāvas un sprieguma vērtība un šīs vērtības jāreizina.

Lai saprastu, cik daudz ir aktīvās, pilnas, reaktīvās vai momentānās reaktīvās jaudas indikators, jums jāzina precīzi strāvas amplitūdas, sprieguma amplitūdas, strāvas leņķa ar spriegumu skaitļi, kā arī leņķiskais ātrums un laiks, jo visas esošās fiziskās formulas tiek samazināti līdz šiem parametriem. Formulās tiek izmantots arī leņķa sinuss, kosinuss un vērtība 1/2.

koncepcija elektriskā jauda

hidrauliskais

Hidrauliskās jaudas indikators hidrauliskajā iekārtā vai hidrauliskajā cilindrā ir mašīnas spiediena krituma un šķidruma plūsmas ātruma produkts. Parasti šis ir galvenais apgalvojums, kas ņemts no vienīgās esošās aprēķina formulas.

Piezīme! Vairāk algebrisko un inženiertehnisko noteikumu var atrast lietišķajā zinātnē par šķidruma un gāzes kustību, proti, hidraulikā.

Līdzstrāva un maiņstrāva

Attiecībā uz līdzstrāvas jaudu ar maiņstrāvu tos visbiežāk sauc par elektrisko šķirni. Abām šķirnēm nav īpašas koncepcijas, taču tās var aprēķināt, pamatojoties uz pieejamajiem algebriskajiem iestatījumiem. Tātad līdzstrāvas jauda ir strāvas stipruma un nemainīga sprieguma reizinājums vai divreiz lielāka strāvas stipruma un elektriskās pretestības vērtība, ko, savukārt, aprēķina, dalot dubulto spriegumu ar parasto pretestību.

Attiecībā uz maiņstrāvu tas ir strāvas stipruma reizinājums ar spriegumu un fāzes nobīdes kosinusu. Šajā gadījumā var viegli saskaitīt tikai aktīvās un reaktīvās šķirnes. Kopējās jaudas vērtību var uzzināt, izmantojot šo rādītāju un laukuma atkarību no vektora.

Lai izmērītu šos indikatorus, varat izmantot gan iepriekš minētās ierīces, gan fāzes mērītāju. Šī ierīce kalpo reaktīvo sugu aprēķināšanai saskaņā ar valsts standartu.

Mainīgas jaudas strāvas jēdziens

Kopumā jauda ir vērtība, kuras galvenais mērķis ir parādīt konkrētas ierīces spēku un daudzos gadījumos darbības ātrumu, mijiedarbojoties ar to. Tas ir mehānisks, elektrisks, hidraulisks un paredzēts līdzstrāvai ar maiņstrāvu. To mēra saskaņā ar starptautisko sistēmu vatos un kilovatos. Instrumenti tā aprēķināšanai ir voltmetrs, vatmetrs. Pašaprēķinu pamatformulas ir norādītas iepriekš.

Spēks ir fiziskais rādītājs. Tas nosaka laika gaitā paveikto darbu un palīdz izmērīt enerģijas izmaiņas. Pateicoties strāvas jaudas mērvienībai, ātrgaitas enerģijas plūsma jebkurā telpiskā intervālā ir viegli nosakāma.

Aprēķins un veidi

Sakarā ar jaudas tiešo atkarību no sprieguma tīklā un strāvas slodzes, no tā izriet, ka šī vērtība var parādīties gan lielas strāvas mijiedarbības rezultātā ar zemu spriegumu, gan ievērojama sprieguma rašanās rezultātā. neliela strāva. Šis princips ir piemērojams transformācijai transformatoros un elektroenerģijas pārvadei lielos attālumos.

Šī rādītāja aprēķināšanai ir formula. Tam ir forma P = A / t = I * U, kur:

• P ir strāvas jaudas rādītājs, ko mēra vatos;
• A - pašreizējais darbs pie ķēdes posma, aprēķināts džoulos;
• t darbojas kā laika intervāls, kurā tika veikts kārtējais darbs, tiek noteikts sekundēs;
• U ir ķēdes sekcijas spriegums, kas aprēķināts voltos;
• I - strāvas stiprums, kas aprēķināts ampēros.

Elektroenerģijai var būt aktīvi un reaktīvi indikatori. Pirmajā gadījumā spēka spēks tiek pārvērsts citā enerģijā. To mēra vatos, jo tas veicina voltu un ampēru pārveidošanu.

Reaktīvās jaudas indikators veicina pašindukcijas parādības rašanos. Šāda transformācija daļēji atgriež enerģijas plūsmas atpakaļ tīklā, kuras dēļ notiek pašreizējo vērtību nobīde un spriegumi, kas negatīvi ietekmē elektrotīklu.

Aktīvā un reaktīvā indikatora definīcija

Aktīvās jaudas spēku aprēķina, nosakot vienfāzes ķēdes kopējo vērtību sinusoidālā strāvā vajadzīgajā laika periodā. Aprēķina formula ir parādīta kā izteiksme P = U * I * cos φ, kur:

• U un I darbojas kā efektīvā strāvas vērtība un spriegums;
• cos φ ir fāzes nobīdes leņķis starp šiem diviem lielumiem.

Pateicoties jaudas aktivitātei, elektroenerģija tiek pārvērsta cita veida enerģijā: siltumenerģijā un elektromagnētiskajā enerģijā. Jebkurš elektrotīkls ar sinusoidāla vai nesinusoidāla virziena strāvu nosaka ķēdes sekcijas aktivitāti, summējot katras atsevišķas ķēdes spraugas jaudas. Trīsfāzu ķēdes sekcijas elektrisko jaudu nosaka katras fāzes jaudas summa.

Līdzīgs aktīvās jaudas spēka rādītājs ir pārraides jaudas vērtība, ko aprēķina pēc starpības starp tā kritumu un atstarošanu.

Reaktīvo indeksu mēra volt-ampēros. Tā ir vērtība, ko izmanto, lai noteiktu elektriskās slodzes, ko rada elektromagnētiskie lauki maiņstrāvas ķēdē. Elektriskās strāvas jaudas mērvienību aprēķina, reizinot tīkla U sprieguma efektīvo vērtību ar maiņstrāvu I un fāzes sinusa leņķi starp šīm vērtībām. Aprēķina formula ir šāda: Q = U * I * sin.

Ja strāvas slodze ir mazāka par spriegumu, tad fāzes nobīde ir pozitīva, ja otrādi - negatīva.

Mērījumu vērtība

Galvenā elektriskā vienība ir jauda. Lai noteiktu, kādā mērā tiek mērīta elektriskās strāvas jauda, ​​ir jāizpēta šī lieluma galvenie raksturlielumi. Saskaņā ar fizikas likumiem to mēra vatos. Ražošanas apstākļos un ikdienas dzīvē vērtība tiek pārrēķināta kilovatos. Liela mēroga jaudas aprēķiniem nepieciešama konvertēšana megavatos. Šo pieeju izmanto elektrostacijās, lai ražotu elektroenerģiju. Darbu mēra džoulos. Vērtību nosaka šādas attiecības:

Patērētāja jaudas stiprums ir norādīts uz pašas ierīces vai tās pasē. Definējot šo parametru, jūs varat iegūt tādu indikatoru vērtības kā spriegums un elektriskā strāva. Izmantotie indikatori norāda, kādā veidā tiek mērīta elektriskā jauda, ​​tie var darboties kā vatmetri un varmetri. Strāvas indikatora reaktīvo jaudu nosaka fāzes mērītājs, voltmetrs un ampērmetrs. Stāvokļa standarts, kādā tiek mērīta pašreizējā jauda, ​​ir frekvenču diapazons no 40 līdz 2500 Hz.

Aprēķinu piemēri

Lai aprēķinātu tējkannas strāvu ar elektrisko jaudu 2 kW, tiek izmantota formula I \u003d P / U \u003d (2 * 1000) / 220 \u003d 9 A. Lai ierīci ieslēgtu elektrotīklā, savienotāja garums netiek izmantots 6 A. Iepriekš minētais piemērs ir piemērojams tikai tad, ja fāzes un strāvas spriegums. Pēc šīs formulas tiek aprēķināts visu sadzīves tehnikas rādītājs.

Ja ķēde ir induktīva vai tai ir liela kapacitāte, tad ir jāaprēķina strāvas jaudas vienība, izmantojot citas pieejas. Piemēram, maiņstrāvas motora jaudu nosaka, izmantojot formulu P \u003d I * U * cos.

Pieslēdzot ierīci trīsfāzu tīklam, kur spriegums būs 380 V, indikatora noteikšanai tiek summētas katras fāzes jaudas atsevišķi.

Kā piemēru apsveriet trīs fāžu katlu ar jaudu 3 kW, no kuriem katrs patērē 1 kW. Fāzes strāvu aprēķina pēc formulas I \u003d P / U * cos φ \u003d (1 * 1000) / 220 \u003d 4,5 A.

Jebkurā ierīcē tiek parādīts elektriskās jaudas indikators. Ražošanā izmantotā liela jaudas apjoma pārvade tiek veikta pa līnijām ar augstu spriegumu. Apakšstacijas enerģiju pārvērš elektroenerģijā un tiek piegādāts lietošanai elektrotīklā.

Pateicoties vienkāršiem aprēķiniem, tiek noteikta jaudas vērtība. Zinot tā vērtību, jūs varat pareizi izvēlēties spriegumu sadzīves un rūpniecisko ierīču pilnīgai darbībai. Šāda pieeja palīdzēs izvairīties no elektroierīču izdegšanas un pasargās elektrotīklu no strāvas pārspriegumiem.

Mēs visi ikdienā saskaramies ar elektroierīcēm, šķiet, ka bez tām mūsu dzīve apstājas. Un katram no viņiem ir tehniskās instrukcijas ir norādīta jauda. Šodien mēs izdomāsim, kas tas ir, uzzināsim aprēķina veidus un metodes.

Elektriskās ierīces, kas pievienotas elektrotīklam, darbojas maiņstrāvas ķēdē, tāpēc mēs apsvērsim jaudu šajos apstākļos. Tomēr vispirms sniegsim vispārīgu jēdziena definīciju.

Jauda ir fizisks lielums, kas atspoguļo elektroenerģijas pārveidošanas vai pārvades ātrumu.

Šaurākā nozīmē viņi saka, ka elektriskā jauda ir noteiktā laika periodā veiktā darba attiecība pret šo laika periodu.

Pārfrāzējot šo definīciju mazāk zinātniski, izrādās, ka jauda ir noteikts enerģijas daudzums, ko patērētājs patērē noteiktā laika periodā. Vienkāršākais piemērs ir parasta kvēlspuldze. Ātrums, ar kādu spuldze pārvērš patērēto elektroenerģiju siltumā un gaismā, ir tās jauda. Attiecīgi, jo augstāks šis indikators sākotnēji ir spuldzei, jo vairāk tā patērēs enerģiju un dos vairāk gaismas.

Tā kā šajā gadījumā notiek ne tikai elektroenerģijas pārvēršana citā ( gaismas, siltuma utt.), bet arī elektriskā un magnētiskā lauka svārstību process, starp strāvu un spriegumu parādās fāzes nobīde, un tas jāņem vērā turpmākajos aprēķinos.

Aprēķinot jaudu maiņstrāvas ķēdē, ir ierasts atšķirt aktīvās, reaktīvās un kopējās sastāvdaļas.

Aktīvās jaudas jēdziens

Aktīvā “lietderīgā” jauda ir tā jaudas daļa, kas tieši raksturo elektroenerģijas pārvēršanas procesu citā enerģijā. Apzīmē ar latīņu burtu P un mēra ( Otr).

Aprēķināts pēc formulas: P = U⋅I⋅cosφ,

kur U un I ir attiecīgi ķēdes sprieguma un strāvas efektīvā vērtība, cos φ ir fāzes leņķa kosinuss starp spriegumu un strāvu.

SVARĪGS! Iepriekš aprakstītā formula ir piemērota ķēžu aprēķināšanai, taču jaudīgās vienības parasti izmanto 380 V tīklu. Šajā gadījumā izteiksme jāreizina ar trīs sakni vai 1,73

Reaktīvās jaudas jēdziens

Reaktīvā "kaitīgā" jauda ir jauda, ​​kas rodas elektroierīču darbības laikā ar induktīvu vai kapacitatīvu slodzi un atspoguļo notiekošo elektromagnētiskās svārstības. Vienkārši sakot, šī ir enerģija, kas pāriet no strāvas avota patērētājam un pēc tam atgriežas tīklā.

Protams, šo komponenti nav iespējams izmantot biznesā, turklāt tas daudzējādā ziņā kaitē elektroapgādes tīklam, tāpēc to parasti cenšas kompensēt.

Šo vērtību apzīmē ar latīņu burtu Q.

ATCERIETIES! Reaktīvā jauda netiek mērīta parastajos vatos ( Otr), un reaktīvos volt-ampēros ( Var).

Aprēķināts pēc formulas:

Q = U⋅I⋅sinφ,

kur U un I ir attiecīgi ķēdes sprieguma un strāvas efektīvā vērtība, sinφ ir fāzes leņķa sinusa starp spriegumu un strāvu.

SVARĪGS! Aprēķinot, šī vērtība var būt gan pozitīva, gan negatīva atkarībā no fāzes kustības.

Kapacitatīvās un induktīvās slodzes

Galvenā atšķirība starp reaktīvo ( kapacitatīvs un induktīvs) slodzes - faktiski kapacitātes un induktivitātes klātbūtne, kas mēdz uzkrāt enerģiju un vēlāk to nodot tīklam.

Induktīvā slodze vispirms pārvērš elektriskās strāvas enerģiju magnētiskajā laukā ( puscikla laikā), un pēc tam pārvērš magnētiskā lauka enerģiju elektriskā strāvā un pārraida to uz tīklu. Piemēri ir asinhronie motori, taisngrieži, transformatori, elektromagnēti.

SVARĪGS! Strādājot ar induktīvo slodzi, strāvas līkne vienmēr atpaliek no sprieguma līknes par pusi cikla.

Kapacitatīvā slodze pārvērš elektriskās strāvas enerģiju elektriskajā laukā un pēc tam pārvērš iegūtā lauka enerģiju atpakaļ elektriskā strāvā. Abi procesi atkal turpinās pa pusciklu. Piemēri ir kondensatori, akumulatori, sinhronie motori.

SVARĪGS! Kapacitatīvās slodzes darbības laikā strāvas līkne noved pie sprieguma līknes par pusi cikla.

Jaudas koeficients cosφ

Jaudas koeficients cosφ ( lasīt kosinusu phi) ir skalārs fizikāls lielums, kas atspoguļo elektroenerģijas patēriņa efektivitāti. Vienkārši sakot, koeficients cosφ parāda reaktīvās daļas klātbūtni un saņemtās aktīvās daļas vērtību attiecībā pret kopējo jaudu.

Koeficientu cosφ nosaka aktīvās elektriskās jaudas attiecība pret šķietamo elektrisko jaudu.

PIEZĪME! Precīzākos aprēķinos ir jāņem vērā sinusoīda nelineārie kropļojumi, taču parastajos aprēķinos tie tiek ignorēti.

Šī koeficienta vērtība var mainīties no 0 līdz 1 ( ja aprēķins tiek veikts procentos, tad no 0% līdz 100%). No aprēķina formulas nav grūti saprast, ka jo lielāka ir tā vērtība, jo lielāka ir aktīvā sastāvdaļa, kas nozīmē, ka ierīces veiktspēja ir labāka.

Kopējās jaudas jēdziens. Spēka trīsstūris

Šķietamā jauda ir ģeometriski aprēķināta vērtība, kas vienāda ar attiecīgi aktīvās un reaktīvās jaudas kvadrātu summas sakni. Apzīmēts ar latīņu burtu S.

S = U⋅I

SVARĪGS!Šķietamo jaudu mēra volt-ampēros ( VA).

Jaudas trīsstūris ir ērts visu iepriekš aprakstīto aprēķinu un attiecību starp aktīvo, reaktīvo un šķietamo jaudu attēlojums.

Kājas atspoguļo reaktīvos un aktīvos komponentus, hipotenūzu - kopējo jaudu. Saskaņā ar ģeometrijas likumiem leņķa φ kosinuss ir vienāds ar aktīvo un kopējo komponentu attiecību, tas ir, tas ir jaudas koeficients.

Kā atrast aktīvo, reaktīvo un šķietamo jaudu. Aprēķinu piemērs

Visi aprēķini ir balstīti uz iepriekš minētajām formulām un jaudas trīsstūri. Apskatīsim praksē visbiežāk sastopamo problēmu.

Parasti elektroierīces ir marķētas ar aktīvo jaudu un cosφ koeficienta vērtību. Izmantojot šos datus, ir viegli aprēķināt reaktīvo un kopējo komponentu.

Lai to izdarītu, mēs sadalām aktīvo jaudu ar koeficientu cosφ un iegūstam strāvas un sprieguma reizinājumu. Tas būs pilns spēks.

Kā praksē mēra cosφ

Koeficienta koeficenta vērtība parasti ir norādīta uz elektroierīču etiķetēm, tomēr, ja nepieciešams to izmērīt praksē, izmanto specializētu ierīci - fāzes skaitītāju. Arī digitālais vatmetrs var viegli tikt galā ar šo uzdevumu.

Ja iegūtais koeficients cosφ ir pietiekami zems, tad to var praktiski kompensēt. Tas tiek darīts galvenokārt, iekļaujot ķēdē papildu ierīces.

1. Ja ir nepieciešams labot reaktīvo komponentu, tad ķēdē jāiekļauj reaktīvs elements, kas darbojas pretēji jau funkcionējošai ierīcei. Lai kompensētu asinhronā motora darbību, piemēram, induktīvo slodzi, paralēli tiek pievienots kondensators. Lai kompensētu sinhrono motoru, ir pievienots elektromagnēts.
2. Ja nepieciešams labot nelinearitātes problēmas, ķēdē tiek ievadīts pasīvs cosφ korektors, piemēram, tas var būt augstas induktivitātes droselis, kas savienots virknē ar slodzi.

Jauda ir viens no svarīgākajiem elektroierīču rādītājiem, tāpēc zināt, kas tas ir un kā to aprēķina, ir noderīgi ne tikai skolēniem un tehnoloģiju jomā specializētiem cilvēkiem, bet arī ikvienam no mums.