Как рассчитать мощность электродвигателя. Расчет мощности электродвигателя по току и напряжению.

Электродвигатель
Расчет мощности электродвигателя по току и напряжению - Как определить потребляемый ток электродвигателя Результирующая сила Вращательный момент Способы расчета мощности электродвигателя Что влияет на мощность тока

Для расчета фактической мощности машин всегда необходимо учитывать множество параметров: Прежде всего, необходимо знать, каким током работают обмотки двигателя — постоянным или переменным. Они различаются по режиму работы и методу расчета. Упрощенный расчет мощности привода выглядит следующим образом:

Содержание
  1. Особенности расчета мощности по току и напряжению
  2. Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца
  3. Расчет электрических цепей
  4. Расчёты основных параметров асинхронного электродвигателя
  5. Как определить мощность электродвигателя?
  6. Какие бывают виды регуляторов?
  7. Регулятор на переменном резисторе
  8. Электронный регулятор
  9. Формула мощности электродвигателя
  10. Расчет мощности электродвигателя для оборудования
  11. Энергетическая эффективность электродвигателя
  12. Формула мощности электрического тока — как правильно рассчитать. Формула расчета мощности по току и напряжению электросхемы
  13. Определение мощности электродвигателя по току, размерам, диаметру вала
  14. Принцип действия
  15. Виды электродвигателей
  16. Калькулятор мощности – расчет по току, напряжению, сопротивлению
  17. Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока
  18. Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания
  19. Графики и формулы под однофазное напряжение
  20. Как работает резистор
  21. Как работает индуктивность
  22. Как работает конденсатор

Особенности расчета мощности по току и напряжению

Однако для цепи переменного тока необходимо учитывать полную, активную и реактивную мощность, а также коэффициент мощности (cosPh). Более подробно все эти понятия мы рассмотрели в этой статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Следует лишь отметить, что для определения кажущейся мощности в однофазной цепи необходимо перемножить ток и напряжение:

Результат дается в вольт-амперах; чтобы определить активную мощность (ватты), S нужно умножить на коэффициент coSF. Это можно найти в технической документации устройства.

Чтобы определить реактивную мощность (реактивные вольт-амперы), используйте ѕinF вместо cosPh.

Или выразите это таким выражением:

Отсюда рассчитайте искомое значение.

Найти мощность в трехфазной сети также просто: используйте формулу для расчета S (общей), используя ток и фазное напряжение:

И знайте U-линейность:

1,73 или квадратный корень из 3 — это значение используется для расчета трехфазных цепей.

Затем по аналогии найти P активным:

Реактивная мощность может быть определена:

На этом теоретическая информация заканчивается, и мы переходим к практической.

Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца

В интернете я наткнулся на картинку, на которой изображен круглый стол с формулами Ома и Джоуля-Ленца и вариантами математических преобразований этих формул. Стол состоит из четырех секторов, не соединенных между собой, и очень удобен для практического использования.

Из таблицы легко найти формулу для расчета требуемого параметра цепи из двух других известных параметров. Например, вам нужно найти ток потребления изделия при известной мощности и напряжении сети. Таблица в этом разделе показывает, что для расчета подходит формула I=P/U.

Если вам нужно определить напряжение сети U из значения потребляемой мощности P и значения тока I, вы можете воспользоваться формулой в левом нижнем квадранте — U=P/I.

Формулы должны быть выражены в амперах, вольтах, ваттах или омах.

Расчет электрических цепей

Все формулы для расчета электрических цепей являются производными друг от друга.

Взаимосвязь между электрическими свойствами

Например, формула для расчета мощности может быть использована для расчета тока, если известны P и U.

Чтобы узнать, какой ток потребляет утюг (1100 Вт), подключенный к сети 220 В, нужно выразить силу тока с помощью формулы мощности:

I = P/U = 1100/220 = 5 A.

Если вы знаете расчетное сопротивление катушки электроплиты, вы можете найти P-значение прибора. Мощность через сопротивление определяется по формуле:

Существуют различные методы решения проблемы расчета различных параметров конкретной цепи.

Методы расчета электрических цепей

Расчет мощности для цепей с различными токами помогает правильно оценить состояние линий электропередачи. Бытовые и промышленные электроприборы, настроенные на определенное значение Pnom и S, работают надежно и могут выдерживать пиковые нагрузки в течение многих лет.

Таким образом, наши дизельные двигатели мощностью 100 л.с. и двигатели для мотоциклов также могут быть указаны как «74570W» или, более точно, как «74.57kW». В европейской технической документации этот параметр был бы скорее правилом, чем исключением.

Расчёты основных параметров асинхронного электродвигателя

Активная мощность используется для выполнения полезной работы и выработки тепла. Он обозначается » P «, измеряется в Вт и рассчитывается:

P = I * U * cos φ.

Реактивная мощность генерируется за счет колебаний энергии электрического поля. Он определяет способность реагирующих частей машины накапливать и высвобождать электромагнитную энергию. Именно ток заряжает конденсатор или создает магнитное поле вокруг витков катушки. Он обозначается «Q», измеряется и рассчитывается в вар:

Q=I*U*sinf.

Полная мощность «S» представлена математической комбинацией по формуле Пифагора: S*S = Q*Q + P*P. Он измеряется и рассчитывается в V*A:

S = P / cos φ = √(P 2 + Q 2 )=I*U.

Реактивная мощность трехфазного асинхронного двигателя может быть представлена как сумма двух компонентов: индуктивного и емкостного.

Лучшее представление этой величины дает векторная диаграмма, где индуктивная составляющая является положительной координатой на оси Y, а емкостная составляющая — отрицательной координатой. Очевидно, что эти два значения немного смещены друг относительно друга и образуют векторную координату, которая будет либо положительной, либо отрицательной. Чем меньше угол между ними, тем меньше полная мощность, которая приближается к активной мощности.

2

Коэффициент мощности cosφ для трехфазного асинхронного двигателя составляет 0,8-0,9. Если его необходимо увеличить, в цепь двигателя часто вставляют конденсаторы. Задача этих конденсаторов — подавать намагничивающий ток, который уменьшает амплитуду реактивной составляющей. Чем выше cosφ, тем меньше потребляемая мощность двигателя.

Как определить мощность электродвигателя?

Для расчета необходимы измерительные приборы и справочная информация. Таким образом, существует несколько способов определения мощности электродвигателя:

  • Из текущего. От источника питания до асинхронного электродвигателя. Измерьте ток в каждой обмотке по очереди с помощью амперметра. Поэтому средний ток умножается на напряжение для определения потребляемой двигателем мощности,
  • от размеров. Измерьте диаметр и длину сердечника статора. Найдите скорость вращения вала. Затем приблизительно рассчитайте «константу» по формуле:

3.14-D-n/(120-f).

Используйте расчет, чтобы найти константу в справочнике. Рассчитать

P = C-D²-l-n-10^(-6),

  • основанные на силе притяжения. Измерьте скорость вращения вала с помощью тахометра, радиус вала с помощью обычной линейки, тяговое усилие двигателя с помощью динамометра. Для расчета умножьте все найденные значения

P = M — w = F-2 — 3.14 — n — r .

Из этих математических выражений можно сделать вывод, что асинхронные двигатели могут иметь одинаковую мощность, но отличаться частотой вращения вала, что существенно влияет на их габариты. Давайте также рассмотрим последствия использования регуляторов мощности.

Какие бывают виды регуляторов?

В настоящее время на рынке представлены два типа регуляторов:

  • с переменным сопротивлением,
  • электронные (шагающие и движущиеся).

Все они по-разному регулируют скорость, поэтому производительность (энергопотребление) у каждого типа разная. В этом отношении классический регулятор скорости является самым дешевым, но самым неэффективным. Давайте рассмотрим все три типа.

Регулятор на переменном резисторе

3

Внутри этого реостата находится огромная катушка. Если вы выбираете низкую скорость, вы, по сути, выбираете более высокое сопротивление цепи. Это приводит к снижению энергопотребления (так как напряжение постоянно). Устройства громоздки по размеру и дешевы по цене.

Электронный регулятор

Электронные контроллеры — это новейшие типы, доступные на рынке. Они намного меньше остальных. Они используют конденсаторы вместо резисторов для снижения напряжения и регулируют скорость вращения, управляя сигналом питания. В отличие от реостатов, они не нагреваются и поэтому экономят энергию, когда двигатель работает на низких оборотах.

По сравнению с аналогами на основе сопротивления они позволяют экономить до 40 % на скорости «1» и до 30 % на скорости «2». Имеются электронные версии контроллеров:

  1. Шаговые контроллеры с пронумерованными скоростями действия (обычно от 1 до 5).

Эти устройства обеспечивают низкий уровень искажений в приводе двигателя и поэтому меньше нагреваются. Вариант с лучшей технологией и экономией электроэнергии.

Добавляя электрическое сопротивление, можно учесть потери в подключенной цепи (нагрузке). Формула для определения мощности для полной цепи учитывает параметры источника питания. Для более точного анализа необходимо оценить скорость потребления тока на единицу объема проводника (ΔV).

Формула мощности электродвигателя

Формула мощности электродвигателя

Формула мощности двигателя может учитывать множество нюансов. Благодаря развитию компьютерных технологий, сегодня несложно найти способы расчета такой цифры. Однако на практике выбрать подходящий из огромного ассортимента совсем не просто.

Чтобы не запутаться в большом количестве инструкций и рекомендаций в Интернете, мы предлагаем универсальный вариант формулы, который подходит практически для любой ситуации. Это выглядит следующим образом.

  • P — потребляемая мощность электродвигателя (номинальная),
  • T — требуемый крутящий момент на валу
  • Ω — угловая скорость.

У винтов также есть свои формулы.

  1. Вращающий момент (T) считается как произведение требуемого усилия тяги и радиуса рабочего органа подключаемого механизма.
    • Сила тяги (обозначается Ft) может быть рассчитана по формуле Ft = t*M*2,5, где t — коэффициент трения (берется из таблицы данных, например, для роликовых подшипников он известен и равен 0,02), а M — вес груза, перемещающего устройство. Продукт корректируется коэффициентом Ньютона, который также известен и составляет 2,5.
    • Радиус вращающегося элемента должен быть измерен или взят из данных конструкции/образца.
  2. Угловая скорость определяется следующим образом: Ω = Pi число Pi (π, принимается равным 3,14)*n/30 (n — частота вращения механизма, приводящего в движение электродвигатель — из технического паспорта). Рассчитанная таким образом угловая скорость должна быть скорректирована в сторону увеличения на коэффициент 1,5, чтобы получить достаточный электродвигатель с учетом возможных перегрузок электропривода.

При расчете мощности двигателя необходимо сделать поправку на подключение обмотки статора, которая определяет рабочий ток. Для соединения звездой ток в 1,73 раза меньше, чем для соединения треугольником. Поэтому для соединения звездой значение также должно быть уменьшено на коэффициент 1,73.

Расчет мощности электродвигателя для оборудования

Расчет мощности электродвигателя для оборудования

Чтобы определить, сколько энергии требуется электродвигателю для работы конкретной машины, необходимо знать его потребляемую мощность. Он обычно указывается для каждой категории установок и оборудования, приводится в техническом паспорте и известен производителю. Если фактическая потребляемая мощность недоступна, ее можно получить из таблицы:

  • теоретически,
  • эмпирически на основе результатов многочисленных экспериментов,
  • путем составления нагрузочных диаграмм, если экспериментальная эксплуатационная база еще не создана (установка плохо спроектирована), в этом случае необходимы самопишущие приборы,
  • путем применения стандартов (статистики) энергопотребления, учитывающих удельное потребление электроэнергии при производстве того или иного продукта.

Как только расход известен, его необходимо заменить формулой следующего вида.

  • Rm — теоретическая/эмпирическая или номинальная мощность прибора,

Рассчитанное значение используется для выбора из каталога продукции PTC «Привод». В этом случае опорным значением является номинальная мощность электродвигателя с небольшим запасом.

Электродвигатель не нужно нагружать или перегревать. Наш технический производственный центр проводит все испытания и расчеты на этапе окончательного тестирования, используя как можно больше материалов, которые входят в модели с номинальной мощностью двигателя. Тем не менее, может быть полезно проверить соответствие пускового момента для некоторых типов машин с навесным оборудованием. Это особенно относится к оборудованию с повышенным сопротивлением трению в начале работы (конвейерные ленты, узлы металлорежущих станков).

Энергетическая эффективность электродвигателя

Энергетическая эффективность электродвигателя

Как и все оборудование, потребляющее электроэнергию (нагруженный ресурс), электродвигатель имеет свой класс энергоэффективности. Это величина, определяющая эксплуатационные расходы устройства. Он, в свою очередь, зависит от КПД двигателя и указывается в технической документации. Опыт показывает, что даже в среднем диапазоне (55 кВт) можно значительно снизить затраты на электроэнергию (экономия до 10 000 кВт в год), отдавая предпочтение версиям с наивысшим классом энергоэффективности.

Выбрать агрегат оптимального класса энергоэффективности можно из каталога продукции ПТК «Привод» — описания моделей содержат всю необходимую информацию. Здесь же можно заказать регулятор мощности для электродвигателя, который также помогает снизить потребление энергии и обеспечивает плавную работу устройства без ударов (увеличивает срок его службы).

Добавляя электрическое сопротивление, можно учесть потери в подключенной цепи (нагрузке). Формула для определения мощности для полной цепи учитывает параметры источника питания. Для более точного анализа необходимо оценить скорость потребления тока на единицу объема проводника (ΔV).

Формула мощности электрического тока — как правильно рассчитать. Формула расчета мощности по току и напряжению электросхемы

  • Диаметр вала
  • Частота вращения (количество пар полюсов).
  • Размеры светильника,
  • диаметр фланца или ширина монтажной лапы,
  • высота до центра вала,
  • длина двигателя (без удлинения вала).

Расчет номинального тока трехфазного асинхронного двигателя

Для правильного выбора источника питания для лифта, будь то троллейный или тросовый привод, необходимо знать номинальный ток электрической системы.

Ниже приведена форма расчета для трехфазного асинхронного электродвигателя:

hn — номинальный КПД двигателя,

cos φn — номинальный коэффициент мощности двигателя.

Номинальные данные двигателя указаны на заводской табличке или в другой технической документации, прилагаемой к двигателю.

Необходимо определить номинальный ток трехфазного асинхронного двигателя, если Pn = 25 кВт, номинальное напряжение Un = 380 В, номинальный КПД ηn = 0,9, номинальный коэффициент мощности cos φn = 0,8.

Трехфазное номинальное напряжение 380 В — подключение обмотки двигателя в конфигурации «звезда». Трехфазное номинальное напряжение 220 В — обмотка двигателя соединена в треугольник.

Пересчет номинальной мощности из кВт в Ватт: Рн = 25 кВт = 1000*25 = 25000 Вт.

Плюс: В = 25000/√3*380 * 0,8 * 0,9 = 25000/1,73*380*0,8*0,9 = 52,8 А.

Расчет Мощности Электродвигателя по Току и Напряжению Линейные двигатели

Как рассчитать мощность электрического тока: формула для расчета тока и напряжения Однако в данном примере мощность переменного тока рассчитывается по формуле, учитывающей индуктивные параметры электродвигателя. Спрашивайте, я буду на связи!

Определение мощности электродвигателя по току, размерам, диаметру вала

  • 6 A — 1,2 кВт,
  • 8 A — 1,6 кВт
  • 10 A — 2 кВт,
  • 16 A — 3,2 кВт,
  • 20 A — 4 кВт,
  • 25 A — 5 кВт,
  • 32 A — 6,4 кВт,
  • 40 A — 8 кВт,
  • 50 A — 10 кВт,
  • 63 A — 12,6 кВт,
  • 80 A — 16 кВт,
  • 100A — 20 кВт.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда можно знать состав и номинальную мощность подключаемых электроприборов, но можно использовать приблизительные данные для приборов, распространенных в нашей повседневной жизни:

  • Электрическая сауна (12 кВт) — 60 A,
  • Электрическая плита (10 кВт) — 50 A,
  • Варочная панель (8 кВт) — 40 A. Электрическая плита (10 кВт) — 40 A,
  • Электрические скороварки (6 кВт) — 30 A. Электрические плиты (6 кВт) — 30 A,
  • Посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 A,
  • Стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 A,
  • Спа-ванна (2,5 кВт) — 12,5 A
  • кондиционер (2,4 кВт) — 12 A,
  • микроволновая печь (2,2 кВт) — 11 A
  • электрический водонагреватель (2 кВт) — 10 A,
  • электрический чайник (1,8 кВт) — 9 A
  • электрический утюг (1,6 кВт) — 8 A
  • лежак (1,5 кВт) — 7,5 A
  • капот плиты (1,4 кВт) — 7 A
  • Мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 A
  • Тостер (1 кВт) — 5 A
  • Кофеварка (1 кВт) — 5 A
  • Фен (1 кВт) — 5 A
  • Настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 A
  • Холодильник (0,4 кВт) — 2 A.

Расчет Мощности Электродвигателя по Току и Напряжению Линейные двигатели

Энергопотребление светильников и бытовой электроники невелико; в целом, общее энергопотребление светильников можно оценить в 1,5 кВт, а для группы освещения достаточно выключателя на 10 А. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюг, и иметь для нее дополнительное питание нецелесообразно.

Для определения мощности и силы тока потребуется некоторое время, но вы можете быть уверены, что усилия не пропадут даром. Правильно спроектированная и хорошо установленная электрическая система является необходимым условием комфорта и безопасности вашего дома.

Мы видим, что мощность не всегда отрицательна — сопротивление забирает мощность из цепи, но не возвращает ее в цепь.

Поэтому если вы подключите лампочку сначала к источнику постоянного напряжения, а затем к источнику переменного напряжения с одинаковым фактическим значением, лампочка будет гореть одинаково ярко в обоих случаях. Попросите об этом, я свяжусь с вами!

Обратите внимание, что на заводской табличке или в техническом паспорте указана номинальная мощность, которая соответствует этому значению только при оптимальном заряде вала. По разным причинам не следует перегружать вал, но выбирайте более мощный двигатель. Ток холостого хода будет намного меньше номинального.

Принцип действия

Согласно закону Архимеда, ток в проводнике создает магнитное поле, в котором действует сила F1. Если построить из этого проводника металлическую раму и поместить ее в поле под углом 90°, то силы действуют на края в противоположных направлениях друг к другу. Они создают крутящий момент по отношению к оси, в результате чего она начинает вращаться. Катушки якоря обеспечивают постоянное вращение. Поле генерируется электрическими или постоянными магнитами. Первый имеет форму катушки, намотанной на стальной сердечник. Таким образом, ток рамки создает индукционное поле в катушке электромагнита, которое генерирует электродвижущую силу.

Работа электродвигателя

Рассмотрим подробнее, как работают асинхронные двигатели на примере двигателей с фазным ротором. Эти двигатели работают на переменном токе со скоростью вращения якоря, которая не соответствует импульсу магнитного поля. Поэтому их также называют асинхронными двигателями. Ротор приводится в движение за счет взаимодействия электрического тока в катушках с магнитным полем.

Когда на вспомогательную обмотку не подается напряжение, устройство находится в состоянии холостого хода. Как только электрический ток подается на контакты статора, генерируется пространственно-постоянное магнитное поле с импульсами +F и-F. Он может быть представлен следующей формулой:

ppr = f1 × 60 ÷ p = n1

MFR — это число оборотов магнитного поля вперед, оборотов в минуту,

об/мин — число оборотов, которое поле совершает в обратном направлении, об/мин,

f1 — частота импульсов электрического тока, Гц,

p — количество полюсов,

n1 — общее количество оборотов в минуту.

Ротор приводится в движение импульсами магнитного поля. Из-за неоднородного воздействия потока он развивает вращающий момент. Согласно закону индукции, в короткозамкнутой обмотке возникает электродвижущая сила, которая производит ток. Его частота пропорциональна скольжению ротора. Взаимодействие электрического тока с магнитным полем создает вращающий момент на валу.

Существует три формулы для расчета мощности асинхронного электродвигателя. В соответствии с фазовым сдвигом, который они используют

S = P ÷ cos (альфа), где:

S — полная мощность, измеряемая в вольт-амперах.

P — активная мощность, в ваттах.

альфа — фазовый сдвиг.

Кажущаяся мощность — это фактическая мощность, а активная мощность — это расчетная мощность.

Виды электродвигателей

Приводы различаются в зависимости от источника энергии:

По принципу действия они подразделяются на:

  • Коллекционеры.
  • Они делятся на следующие категории: Коллектор; закрытый.
  • Асинхронный.
  • Синхронный.

Двигатели вентиляторов не выделяются в отдельную категорию, поскольку их конструкция представляет собой вариант коммутаторного привода. Они включают в себя электронный преобразователь и датчик положения ротора. Обычно они интегрированы вместе с платой управления. Это позволяет координировать переключение якоря.

Синхронные и асинхронные двигатели работают исключительно на переменном токе. Скорость контролируется с помощью очень сложных электронных систем. Асинхронные двигатели можно разделить на следующие категории:

  • Трехфазный.
  • Трехфазный.
  • Трехфазный.

Теоретическая формула для выходной мощности трехфазного двигателя, соединенного в звезду или треугольник, следующая

P = 3 * Uf * If * cos(alpha).

Однако при линейном напряжении и токе действует следующее

P = 1,73 × Uf × If × cos(alpha).

Это реальный показатель того, сколько тока двигатель потребляет от сети.

Современные двигатели делятся на:

  • Шаговые двигатели.
  • Гибрид.
  • Асинхронные двигатели.
  • Гипервольтаж.
  • Реактивные двигатели.

Шаговые двигатели имеют в своей конструкции постоянные магниты и поэтому не выделяются в отдельную категорию. Работой механизмов управляют преобразователи частоты. Существуют также двигатели общего назначения, работающие на постоянном и переменном токе.

Калькулятор мощности – расчет по току, напряжению, сопротивлению

С помощью калькулятора мощности вы можете самостоятельно рассчитать мощность по току и напряжению для однофазных (220 В) и трехфазных (380 В) сетей. Программное обеспечение также рассчитывает мощность по сопротивлению и напряжению или по току и сопротивлению в соответствии с законом Ома. Значение cos φ рассчитывается по паспортным данным устройства, средним значениям из следующих таблиц или по формулам. Рекомендуется не изменять коэффициент и оставить его на уровне 0,95. Нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы получить результат.

Похожие документы:

  • СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. «Правила проектирования и монтажа».
  • СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электрических систем в жилых и общественных зданиях».
  • СП 76.13330.2016 «Электроустановки.
  • ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования к противопожарной защите».
  • ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
  • ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий.

Мощность, потребляемая резистором, зависит в основном от тока, протекающего через него. А ток зависит от сопротивления резистора. Поэтому если вы соедините последовательно резисторы с разными номиналами, потери мощности будут распределены между ними.

Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока

Синусоидальное гармоническое напряжение, приложенное к резистору, изменяет величину тока, не отклоняя его в комплексную плоскость.

Активное сопротивление переменному току

Этот ток совершает полезную работу с минимальными потерями энергии и производит активную мощность. Частота колебаний сигнала не оказывает на это никакого влияния.

Сопротивление конденсатора и индуктора зависит от частоты гармоники. Его сопротивление отклоняет направление тока в каждом из этих элементов в разные стороны.

Конденсатор на переменном токе

Цепь с индуктивностью

В таких процессах часть энергии теряется в бесполезных преобразованиях. Его влияние на полную мощность S и его связь с активной мощностью P можно графически представить в виде прямоугольного треугольника.

Треугольник мощностей

Я хотел нарисовать его на фоне оборудования из фарфора и металлических стеков, над которыми мне пришлось долго работать. Не судите слишком строго.

Сравните его с треугольником сопротивления, который я разместил ранее. Нашли ли вы какие-либо сходства?

Треугольник сопротивлений

Именно геометрические пропорции формы, формулы, которые ее описывают, и угол φ определяют полную рассеиваемую мощность. Ниже я рассмотрю их более подробно.

Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания

В теоретически идеальном случае трехфазная цепь состоит из трех одинаковых однофазных цепей. На практике всегда существует некоторое отклонение. Но в большинстве случаев ими пренебрегают в нашем анализе.

Поэтому сначала мы рассмотрим самую простую проблему.

Графики и формулы под однофазное напряжение

Как работает резистор

В чисто резистивном резисторе синусоиды тока и напряжения совпадают под углом и направлены одинаково к каждому полукругу, поэтому их произведение, которое является мощностью, всегда положительно.

Его значение в любой момент времени t называется мгновенным значением и обозначается строчной буквой p.

Активная мощность переменного тока

Среднее значение мощности за определенный период времени называется активной составляющей. Его кривая для переменного тока имеет вид симметричного пика с максимальным значением Pm в середине каждого полупериода T/2.

Если взять половинное значение Pm/2 и провести прямую линию за время T, то получится прямоугольник с ординатой P.

Его площадь равна двум площадям активных компонентов любого полупериода. Если внимательно посмотреть на рисунок, то можно представить, что вершина пика была срезана, развернута и свободное пространство под ней было заполнено.

Построение этого графика помогает вспомнить, что для активного резистора мощность постоянного и переменного тока рассчитывается по одной и той же формуле без изменения знака.

График мгновенных значений активной мощности переменного тока в резисторе выглядит как повторяющиеся положительные волны. Но за один период он совершает ту же работу, что и в цепи постоянного тока.

В резисторе не возникает потерь реактивной мощности.

Как работает индуктивность

Катушка с одной обмоткой накапливает энергию магнитного поля в своих витках. В процессе накопления индуктивный резистор сдвигает вектор тока вперед на 90 градусов относительно приложенного напряжения в комплексной плоскости.

Умножение их мгновенных значений дает значение мощности, которая меняет знак (направление) каждые полпериода в течение одного периода.

Цепь с индуктивностью

Частота изменения мощности в индукторе в два раза больше частоты его составляющих — синусоиды тока и напряжения. Он состоит из двух частей:

  1. активная часть, обозначаемая индексом PL,
  2. реактивная часть QL.

Реактивная составляющая в катушке возникает в результате непрерывного обмена энергией между катушкой и приложенным источником. На его значение влияет величина индуктивного сопротивления XL.

Как работает конденсатор

Емкость конденсатора постоянно создает заряд между его ячейками. Это смещает вектор тока вперед на 90 градусов по отношению к приложенному напряжению.

Диаграмма мгновенной мощности выглядит аналогично предыдущей, но начинается с отрицательной полуволны.

Цепь с емкостью

Оцените статью