98. Треугольник мощностей
Если величины сторон треугольника напряжений (фиг. 170, а) умножить на ток I (фиг. 170, б), то получим треугольник мощностей (фиг. 170, в). Все стороны треугольника мощностей, показанного отдельно на фиг. 171, представляют собой мощности.
Гипотенуза треугольника мощностей есть полная мощность S.
Она измеряется в вольт-амперах (ва) или киловольт-амперах (ква) по показаниям вольтметра и амперметра. Величина полной
мощности характеризует основные габариты (наибольшие размеры) генераторов и трансформаторов. В самом деле, изоляция обмоток генераторов и трансформаторов рассчитывается на определенное напряжение, а величина тока определяет нагрев их обмоток (I 2 r).
Катет, прилегающий к углу Ф, представляет собой известную нам активную мощность Р.
Активная мощность в цепях переменного тока расходуется на нагрев. В двигателях переменного тока большая часть активной мощности превращается в механическую мощность.
Активная мощность измеряется ваттметром и выражается в ваттах (вт) или киловаттах (квт). Из треугольника мощностей имеем:
Активная мощность характеризует степень нагрузки первичного двигателя, вращающего генератор.
Катет, лежащий против угла 
, есть реактивная мощность Q.
Так как Ur=Ix (где х— реактивное сопротивление), то
Реактивная мощность обусловлена наличием магнитных и электрических полей в индуктивностях и емкостях цепей. Из треугольника мощности имеем:
Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных (вар) или киловольт-амперах реактивных (квар). Применяя к треугольнику мощностей теорему Пифагора, получим:
Рассмотрим электрическую цепь, показанную на фиг. 172, в которую входят индуктивное и активное сопротивления и измерительные приборы — амперметр, вольтметр н ваттметр. Об устройстве ваттметра будет подробно сказано ниже (глава четырнадцатая).
1. Если подключить эту цепь к постоянному напряжению, го, поскольку индуктивное сопротивление xL при постоянном токе будет равно нулю, в цепи остается одно активное сопротивление r и тогда
Следовательно, ваттметр покажет 600 вт. Таким образом, ваттметр, включенный в цепь постоянного тока, показывает мощность в ваттах, потребляемую цепью. Показание ваттметра равно произведению показаний вольтметра и амперметра.
2. Подключим ту же цепь к переменному напряжению.
Амперметр покажет ток 4 а.
Подсчитаем мощность, идущую на нагрев:
Показание ваттметра в этом случае будет 384 вт. Полная мощность, забираемая цепью от источника переменного тока.
Следовательно, генератор, питающий эту цепь, отдает полную мощность 5=480 ва. Но в самой цепи только активная мощность Р = 384 вт безвозвратно теряется в виде тепла.
Отсюда видно, что цепь переменного тока, содержащая наряду с активным сопротивлением индуктивное, из всей получаемой ею полной энергии только часть расходует на тепло. Остальная часть—реактивная энергия — то забирается цепью от генера- тора и запасается в магнитном поле катушки, то возвращается обратно генератору.
4 Апрель, 2009 55106 
]]> Печать ]]>
Источник
Треугольники напряжений, сопротивлений и мощностей
2014-02-02
11897
На векторных диаграммах можно выделить прямоугольный треугольник напряжений.
По теореме Пифагора можно установить связь между полным напряжением цепи и напряжениями на ее отдельных участках:
Если разделить стороны треугольника напряжений на ток (в цепи с последовательным соединением элементов ток одинаков во всех участках), то (в соответствии с законом Ома) получим треугольник сопротивлений.
Здесь х = xL — xC — реактивное сопротивление цепи, а Z — полное сопротивление цепи:
Полученное уравнение устанавливает связь межу различными сопротивлениями цепи.
Если умножить стороны треугольника напряжений на ток, то получим треугольник мощностей:
Здесь Р = URI — активная мощность, которая выделяется на активных сопротивления цепи. Она связана с необратимыми преобразованиями электрической энергии, то есть с совершением работы в электроустановке. Активная мощность измеряется в ваттах [Вт].
Q = UxI — реактивная мощность. Связана в электроустановках с совершением обратимых преобразований энергии, работы она не совершает. В электроустановках затрачивается на создание электрических (С) и магнитных (L) полей. Реактивная мощность измеряется вольт амперах реактивных [вар].
S = UI — полная мощность, измеряется в вольт амперах [В*А]. Из треугольника мощностей определим:
Источник