السلطة في دوائر التيار المتردد

انقر أو اضغط على دوائر المثال أدناه لاستدعاء TINACloud وحدد وضع DC التفاعلي لتحليلها عبر الإنترنت.
احصل على وصول منخفض التكلفة إلى TINACloud لتعديل الأمثلة أو إنشاء الدوائر الخاصة بك

هناك عدة تعريفات مختلفة للطاقة في دوائر التيار المتردد. ومع ذلك ، فإن جميعها لها أبعاد V * A أو W (واط).

1. قوة لحظية: ص (ر) هي وظيفة الوقت للسلطة ، p (t) = u (t) * i (t). إنه نتاج وظائف الوقت للجهد والتيار. هذا التعريف للقوة الآنية صالح للإشارات من أي شكل موجة. الوحدة قوة لحظية هو VA.

2. السلطة المعقدة: S

الطاقة المركبة هي نتاج الجهد الفعال المعقد والتيار المترافق الفعال المعقد. في ملاحظتنا هنا ، يشار إلى الاتحاد من خلال علامة النجمة (*). يمكن أيضًا حساب الطاقة المعقدة باستخدام قيم الذروة للجهد المركب والتيار ، ولكن بعد ذلك يجب تقسيم النتيجة على 2. لاحظ أن الطاقة المعقدة قابلة للتطبيق فقط للدوائر ذات الإثارة الجيبية بسبب وجود قيم فعالة أو ذروة معقدة ويتم تحديدها فقط للإشارات الجيبية. الوحدة قوة معقدة هو VA.

3. لابيلا ريال or متوسط ​​القوة: P يمكن تعريفها بطريقتين: كجزء حقيقي من القوة المعقدة أو كمتوسط ​​بسيط لـ قوة لحظية. التعريف الثاني هو أكثر عمومية لأنه من خلاله يمكننا تحديد قوة لحظية لأي موجة موجية للإشارة ، وليس فقط للجيوب الأنفية. ويرد بشكل صريح في التعبير التالي

وحدة ل حقيقي or متوسط ​​القوة هو واط (W) ، تمامًا مثل الطاقة في دوائر التيار المستمر. القوة الحقيقية تتبدد كحرارة في المقاومة.

4. قوة رد الفعل: Q هو الجزء الخيالي من القوة المعقدة. يعطى في وحدات رد فعل فولت أمبير (VAR). القوة التفاعلية هي إيجابي في حثي الدارة الكهربائية و سلبي في دارة سعوية. يتم تعريف هذه القوة فقط من أجل الإثارة الجيبية. لا تقوم القوة التفاعلية بأي عمل مفيد أو تسخين وهي هي القدرة التي يتم إرجاعها إلى المصدر بواسطة المكونات التفاعلية (المحاثات والمكثفات) للدائرة

5. القوة الظاهرة: S هو ناتج قيم جذر متوسط ​​التربيع للجهد والتيار ، S = U * I. وحدة القوة الظاهرية هي VA. ال القوة الظاهرة هي القيمة المطلقة لل قوة معقدة، لذلك يتم تعريفه فقط للإثارة الجيبية.

الطاقة عامل (كوس φ)

عامل الطاقة مهم جدًا في أنظمة الطاقة لأنه يشير إلى مدى قرب القوة الفعالة من القوة الظاهرية. عوامل الطاقة بالقرب من واحدة أمر مرغوب فيه. التعريف:

جهاز قياس الطاقة TINAӳ يقيس أيضًا عامل القدرة.

في مثالنا الأول ، نحسب القوى في دارة بسيطة.

مثال 1

أوجد متوسط ​​(تبدد) والقوى التفاعلية للمقاوم والمكثف.


ابحث عن القوى المتوسطة والمتفاعلة التي يوفرها المصدر.

تحقق لمعرفة ما إذا كانت الصلاحيات التي يوفرها المصدر تساوي تلك الموجودة في المكونات.

أولا حساب الشبكة الحالية.

= 3.9 هj38.7BмmA

PR= I2* R = (3.0522.442) * 2 / 2 = 15.2 mW

QC = أنا2/wC = -15.2 / 1.256 = -12.1mVAR

عندما ترى القسمة على 2 ، تذكر أنه عندما يتم استخدام قيمة الذروة لجهد المصدر وتعريف الطاقة ، يتطلب حساب الطاقة قيمة جذر متوسط ​​التربيع.

بفحص النتائج ، يمكنك أن ترى أن مجموع القوى الثلاث هو صفر ، مما يؤكد أن الطاقة من المصدر تظهر في المكونين.

الطاقة لحظية مصدر الجهد:

pV(ر) = -vS(t) * i (t) = -10 cos t * 3.9 cos (ω t + 38.7 м) = -39cos ω t * (cos ω t cos 38.7 м- الخطيئة 38.7 м ) = -30.45 cos ω t + 24.4 sin tVA

بعد ذلك ، نوضح مدى سهولة الحصول على هذه النتائج باستخدام التخطيطي والأدوات في TINA. لاحظ أنه في مخططات TINA نستخدم وصلات TINAӳ لتوصيل عدادات الطاقة.

يمكنك الحصول على الجداول أعلاه عن طريق تحديد تحليل / تحليل AC / حساب الفولت العقدي من القائمة ثم النقر فوق عدادات الطاقة مع المسبار.

يمكننا تحديد القوة الواضحة لمصدر الجهد بسهولة باستخدام مترجم TINAӳ:

S = VS* أنا = 10 * 3.9 / 2 = 19.5 VA

{حل بواسطة مترجم TINA}
أوم: = 2 بي * * 1000.
V: = 10.
I: = V / (R + 1 / (ي * ام * C))؛
نوعية الهواء الداخلي: = SQR (القيمة المطلقة (I))؛
PR: = نوعية الهواء الداخلي * R / 2.
PR = [15.3068m]
QC: = نوعية الهواء الداخلي / (أوم * C * 2)؛
QC = [12.1808m]
جيم: = رد (I) -j * ايم (I).
سيفرت: = - V * جيم / 2.
سيفرت = [- 15.3068m + 12.1808m * ي]
#الحل بواسطة بايثون
استيراد الرياضيات باسم م
استيراد cmath كـ c
# لنبسط طباعة المعقد
#أرقام لمزيد من الشفافية:
cp= لامدا Z: "{:.4f}".تنسيق(Z)
أوم=2000*c.pi
V = 10
أنا=V/(R+1/1j/om/C)
لاك=أبس(أنا)**2
العلاقات العامة=لاق*R/2
طباعة ("العلاقات العامة ="، حزب المحافظين (العلاقات العامة))
مراقبة الجودة=laq/om/C/2
طباعة ("مراقبة الجودة ="، حزب المحافظين (مراقبة الجودة))
Ic=I.conjugate()
Sv=-V*Ic/2
طباعة ("Sv ="، حزب المحافظين (SV))

يمكنك أن ترى أن هناك طرقًا بخلاف التعريفات نفسها لحساب القوة في الشبكات ثنائية القطب. يلخص الجدول التالي هذا:

PQS
Z = R + jXR * I2X * I2½Z½ * I2Z*I2
Y = G + jBG * V2-B * V2½Y½ * V2V2

في هذا الجدول ، لدينا صفوف للدارات تتميز إما بممانعتها أو قبولها. كن حذرا باستخدام الصيغ. عند النظر في شكل مقاومة ، فكر في مقاومة كما يمثل أ سلسلة الدوائر ، التي تحتاج إلى التيار. عند النظر في نموذج القبول ، فكر في ال دخول كما يمثل أ التوصيل بالتوازي، التي تحتاج إلى الجهد. ولا تنس أنه على الرغم من أن Y = 1 / Z ، بشكل عام G 1 / R. باستثناء الحالة الخاصة X = 0 (مقاومة نقية) ، G = R / (R2+ X2 ).

مثال 2

أوجد متوسط ​​الطاقة ، والقدرة التفاعلية ، و p (t) ، وعامل الطاقة للشبكة ثنائية القطب المتصلة بالمصدر الحالي.


انقر / اضغط على الدائرة أعلاه لتحليلها على الإنترنت أو انقر فوق هذا الرابط لحفظ تحت Windows

iS(ر) = (100 * cos ω t) مللي أمبير w = 1 krad / s

راجع الجدول أعلاه ، وبما أن الشبكة ثنائية القطب هي دائرة متوازية ، استخدم المعادلات في الصف لحالة القبول.

العمل مع القبول ، يجب علينا أولا أن نجد القبول نفسه. لحسن الحظ ، فإن شبكتنا ثنائية القطب موازية تمامًا.

Yeq= 1 / R + j ω C + 1 / j ω L = 1/5 + j250 * 10-6103 + 1 / (j * 20 * 10-3103) = 0.2 + j0.2 S

نحن بحاجة إلى القيمة المطلقة للجهد:

½V ½= ½Z ½* أنا = أنا / ½Y ½= 0.1 / ê(0.2 + j0.2) ê= 0.3535 V

القوى:
ف = الخامس2* G = 0.125 * 0.2 / 2 = 0.0125 W

س = الخامس2* ب = - 0.125 * 0.2 / 2 = - 0.0125 فار

= الخامس2* = 0.125 * (0.2-j0.2) / 2 = (12.5 - ي 12.5) ملي فولت أمبير

S = V2* Y = 0.125 * ê0.2 + j0.2 ê/ 2 = 0.01768 VA

كوس φ = P / S = 0.707


{حل بواسطة مترجم TINA}
أوم: = 1000.
هو: = 0.1.
V: = هل * (1 / (1 / R + ي * ام * C + 1 / (ي * ام * L)))؛
V = [250m-250m * ي]
S: = V * هل / 2.
S = [12.5m-12.5m * ي]
P: = ري (S)؛
Q: = ايم (S)؛
P = [12.5m]
Q = [- 12.5m]
القيمة المطلقة (S) = [17.6777m]
#الحل بواسطة بايثون
# لنبسط طباعة المعقد
#أرقام لمزيد من الشفافية:
cp= لامدا Z: "{:.4f}".تنسيق(Z)
أوم=1000
هو = 0.1
V=Is*(1/(1/R+1j*om*C+1/1j/om/L))
طباعة ("V ="، حزب المحافظين (V))
S=V*هو/2
P=S.real
س=S.imag
طباعة ("P ="، حزب المحافظين (P))
طباعة ("س ="، حزب المحافظين (س))
طباعة ("abs(S)="،cp(abs(S)))

مثال 3


اعثر على القوى المتوسطة والتفاعلية للشبكة ثنائية القطب المتصلة بمولد الجهد.

في هذا المثال ، سنستغني عن الحلول اليدوية ونوضح كيفية استخدام أجهزة قياس TINAӳ ومترجم للحصول على الإجابات.

تحليل Selec / AC Analysis / حساب الفولت العقدي من القائمة ثم انقر فوق عداد الطاقة مع المسبار. سيظهر الجدول التالي:


{حل بواسطة مترجم TINA!}
مباراة: = 100.
أوم: = 1E8 * * 2 بي.
Ie:=Vs/(R2+1/j/om/C2+replus(replus(R1,j*om*L),1/j/om/C1));
Ze:=(R2+1/j/om/C2+replus(replus(R1,j*om*L),1/j/om/C1));
P: = SQR (القيمة المطلقة (أي)) * إعادة (زي) / 2.
Q: = SQR (القيمة المطلقة (أي)) * ايم (زي) / 2.
P = [14.6104]
Q = [- 58.7055]
#الحل بواسطة بايثون
استيراد cmath كـ c
# لنبسط طباعة المعقد
#أرقام لمزيد من الشفافية:
cp= لامدا Z: "{:.4f}".تنسيق(Z)
#Define replus باستخدام لامدا:
Replus= لامدا R1، R2: R1*R2/(R1+R2)
مقابل = 100
أوم=200000000*c.pi
Ie=Vs/(R2+1/1j/om/C2+Replus(Replus(R1,1j*om*L),1/1j/om/C1))
Ze=R2+1/1j/om/C2+Replus(Replus(R1,1j*om*L),1/1j/om/C1)
p=abs(Ie)**2*Ze.real/2
طباعة ("ع ="، حزب المحافظين (ع))


    X
    سعيد أن يكون لك في DesignSoft
    يتيح الدردشة إذا كنت بحاجة إلى أي مساعدة في العثور على المنتج المناسب أو بحاجة إلى الدعم
    وwpchatıco