Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Предварительные теоретические сведения





Общие положения и определения.

 

В электрической цепи (рис. 62) при последовательном соединении элементов идут процессы и явления аналогичные происходящим в контуре, состоящем из последовательно соединенных катушки и конденсатора переменной емкости, включенных в цепь внешней синусоидальной ЭДС технической частоты 50 Гц.

Рисунок 62. Последовательное соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений в режиме резонанса напряжений

 

По отношению к источнику ЭДС элементы цепи включены последовательно. В такой цепи при определенных значениях R, L и С ток определяется по известному закону Ом а:

I= .

По модулю полное сопротивление:

Z= ,

где: (XL-XC) - реактивное сопротивление контура;

XL=ωL - индуктивное сопротивление катушки индуктивности;

XC = - емкостное сопротивление конденсатора;

- циклическая частота используемого синусоидального тока.

Условие электрического равновесия такой цепи определяется вторым закон ом Кирхгофа:

U= UR+UL+UC.

Соответственно для синусоидального тока:

I=Im sinn ωt

Напряжения на элементах цепи соответственно будут равны:

U=UmR sinn ωt;

UL=UmL sinn (ωt+ );

Uc=UmC sinn (ωt- ).

Фазовые соотношения между током и напряжениями можно определить с помощью векторных диаграмм рисунков 63, 64, 65.

Рисунок 63. Векторная топографическая диаграмма тока и напряжений при последовательном соединения элементов цепи для случая UL > UС

Рисунок 64. Векторная топографическая диаграмма тока и напряжений при последовательном соединения элементов цепи для случая UL < UС

 

Рисунок 65. Векторная топографическая диаграмма тока и напряжений при последовательном соединения элементов цепи для случая UL = UС

 

На векторных диаграммах получен треугольник напряжений, гипотенуза которого равна приложенному напряжению U. При этом разность фаз φопределяет характер нагрузки в цепи:

· при UL > UС угол φ > 0 - индуктивный характер нагрузки (рис. 63); XLс > 0;

· при UC > UL угол φ < 0 - емкостный характер нагрузки (рис. 64); XL - XC .< 0 и XC>XL;

· при UC=UL угол φ = 0 –нагрузка чисто активная (рис. 65); XLХC = 0. и XL = XC . В цепи в этом случае протекает максимальный ток:

I= = , Z=R.

Следовательно, в данном случае ток и напряжение совпадают по фазе. Явление, при котором в электрической цепи синусоидального тока при последовательном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений, когда XL = XC,а общее напряжение совпадает по фазе с током цепи, называется резонанс ом напряжений (рис. 65).

Условием резонанса напряжений является равенство индуктивного и ёмкостного сопротивлений цепи:

XL = XC, ώL= .

В режиме резонанса напряжений справедливы равенства:

, ,

где: - формула Томсона для колебательного контура.

Итак, для резонанса напряжений в электрической цепи можно записать следующие выражения:

I= = ;

XL = XC, φ=0;

;

, так как UL=XLI, UC=XCI.

В реальных цепях может быть режим, при котором XL>R. Соответственно, напряжение UL и равное ему UC окажутся больше приложенного напряжение в раз, т.е. на отдельных участках цепи могут возникать при резонансе напряжения, опасные для обмоток приборов и машин, включённых в данную цепь. Это условие необходимо учитывать при расчётах силовых цепей. В радиотехнических колебательных контурах явление резонанса напряжений используется для усиления слабых радиосигналов. За счёт того, что

XL>>R, UL=U

сигнал усиливается в раз.

Из условия φ= 0, cosφ= 1 при резонансе напряжений можно определить энергетические соотношения и мощность цепи. Активная мощность такой цепи:

Р= IUcosφ = IU = S.

Активная мощность равна полной мощности.

Реактивная мощность:

QL=XLI2 QC = XCI2; Q= QL-QC=0.

Т.е. реактивные части реактивной мощности при резонансе напряжений находятся в противофазе. Физический смысл этого явления следующий: через каждую четверть периода происходит обмен энергией между магнитным полем катушки и электрическим полем конденсатора. Равенства емкостного и индуктивного сопротивлений:

ω L=

можно добиться, изменяя угловую частоту ω, индуктивность L, ( например меняя положение сердечника катушки) или емкость конденсатора С. Угловая частота, при которой наступает резонанс напряжений:

называется резонансной частотой. При резонансной частоте ток в цепи максимален:

I= ,

т. е. цепь в этом случае имеет наименьшее возможное сопротивление R, а напряжения на индуктивности и емкости UL и UC сдвинутые по фазе на π, полностью компенсируют друг друга. Напряжение, приложенное к цепи, равно напряжению на активном сопротивлении, и ток совпадает по фазе с напряжением.

Если в цепь с постоянной индуктивностью включить последовательно переменную емкость и постепенно ее изменять (увеличивать), то ток в цепи будет сначала расти до наступления резонанса, а затем убывать (рис 66)

Рисунок 66. Зависимость тока в цепи I от ёмкостного сопротивления XC Рисунок 67. Изменение тока в цепи и коэффициента мощности методом последовательной компенсации  

Уменьшение реактивного сопротивления цепи за счет введения в цепь электрической ёмкости называют последовательной к ом пенсацией:

· при Хс < XL получается недокомпенсация (см. рис. 67);

· при XC> XL - перекомпенсация;

· при ХС = XL -полная компенсация. Ток в цепи максимален, и cosφ =1.

Этим способом компенсации на практике пользуются для повышения коэффициента мощности cosφ в сетях.

Date: 2016-11-17; view: 323; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.005 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию