ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

Κάντε κλικ ή επιλέξτε τα παρακάτω κυκλώματα Παράδειγμα για να καλέσετε το TINACloud και επιλέξτε τη λειτουργία Interactive DC to Analyze them Online.
Πάρτε μια χαμηλού κόστους πρόσβαση στο TINACloud για να επεξεργαστείτε τα παραδείγματα ή να δημιουργήσετε τα δικά σας κυκλώματα

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί ορισμοί ισχύος στα κυκλώματα AC. Όλα, ωστόσο, έχουν διάσταση V * A ή W (Watt).

1. Στιγμιαία ισχύς: p (t) είναι η λειτουργία του χρόνου της ισχύος, p (t) = u (t) * i (t). Είναι το προϊόν των χρονικών συναρτήσεων της τάσης και του ρεύματος. Αυτός ο ορισμός της στιγμιαίας ισχύος ισχύει για σήματα οποιασδήποτε κυματομορφής. Η μονάδα για στιγμιαία ισχύ είναι VA.

2. Σύνθετη ισχύς: S

Η σύνθετη ισχύς είναι το προϊόν της σύνθετης πραγματικής τάσης και του σύνθετου αποτελεσματικού ρεύματος συζεύγματος. Στην σημείωσή μας εδώ, το προϊόν σύζευξης υποδεικνύεται από έναν αστερίσκο (*). Η σύνθετη ισχύς μπορεί επίσης να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τις τιμές αιχμής της σύνθετης τάσης και ρεύματος, αλλά τότε το αποτέλεσμα πρέπει να διαιρεθεί με 2. Σημειώστε ότι η σύνθετη ισχύς ισχύει μόνο σε κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση επειδή υπάρχουν πολύπλοκες αποτελεσματικές ή μέγιστες τιμές και ορίζονται μόνο για ημιτονοειδή σήματα. Η μονάδα για πολύπλοκη ενέργεια είναι VA.

3. Πραγματικός or μέση ισχύ: P μπορεί να οριστεί με δύο τρόπους: ως το πραγματικό μέρος της σύνθετης ισχύος ή ως ο απλός μέσος όρος του στιγμιαία ισχύ. Η Ο δεύτερος ορισμός είναι γενικότερος γιατί με αυτό μπορούμε να ορίσουμε το στιγμιαία ισχύ για οποιαδήποτε κυματομορφή σήματος, όχι μόνο για ημιτονοειδή. Δίνεται ρητά στην ακόλουθη έκφραση

Η μονάδα για πραγματικός or μέση ισχύ είναι watt (W), όπως και για την ισχύ σε κυκλώματα DC. Η πραγματική ισχύς διαχέεται ως θερμότητα σε αντιστάσεις.

4. Δύναμη αντίδρασης: Q είναι το φανταστικό μέρος της σύνθετης δύναμης. Δίνεται σε μονάδες του βολτ-αμπέρ αντιδραστικό (VAR). Η ενεργητική δύναμη είναι θετικός σε ένα επαγωγικός κύκλωμα και αρνητικός σε ένα χωρητικό κύκλωμα. Αυτή η ισχύς ορίζεται μόνο για την ημιτονοειδή διέγερση. Η άεργη δύναμη δεν κάνει καμία χρήσιμη εργασία ή θερμότητα και αυτό είναι η ισχύς που επιστρέφεται στην πηγή από τα άεργα εξαρτήματα (επαγωγείς, πυκνωτές) του κυκλώματος

5. Προφανής ισχύς: S είναι το προϊόν των τιμών rms της τάσης και του ρεύματος, S = U * I. Η μονάδα φαινομενικής ισχύος είναι VA. ο προφανής ισχύς είναι η απόλυτη τιμή του πολύπλοκη ενέργεια, οπότε ορίζεται μόνο για την ημιτονοειδή διέγερση.

Power Παράγοντας (cos φ)

Ο συντελεστής ισχύος είναι πολύ σημαντικός στα συστήματα ισχύος, διότι δείχνει πόσο κοντά η πραγματική ισχύς ισούται με την φαινομενική ισχύ. Οι παράγοντες ισχύος κοντά σε έναν είναι επιθυμητοί. Ο ορισμός:

Το όργανο μέτρησης ισχύος TINAӳ μετρά επίσης τον συντελεστή ισχύος.

Στο πρώτο μας παράδειγμα, υπολογίζουμε τις δυνάμεις σε ένα απλό κύκλωμα.

Παράδειγμα 1

Βρείτε τις μέσες (διασκορπισμένες) και άεργες δυνάμεις της αντίστασης και του πυκνωτή.

Ελέγξτε εάν οι εξουσίες που παρέχονται από την πηγή είναι ίσες με αυτές των εξαρτημάτων.

Αρχικά υπολογίστε το ρεύμα δικτύου.

= 3.9 e^j38.7BмmA

P_R= Ι²* R = (3.05²+ 2.44²) * 2 / 2 = 15.2 mW

Q_C = -I²/wC = -15.2 / 1.256 = -12.1mVAR

Όπου βλέπετε διαίρεση με 2, θυμηθείτε ότι όπου η τιμή αιχμής χρησιμοποιείται για την τάση πηγής και τον ορισμό ισχύος, ο υπολογισμός ισχύος απαιτεί την τιμή rms.

Ελέγχοντας τα αποτελέσματα, μπορείτε να δείτε ότι το άθροισμα και των τριών δυνατοτήτων είναι μηδέν, επιβεβαιώνοντας ότι η ισχύς από την πηγή εμφανίζεται στα δύο στοιχεία.

Η στιγμιαία ισχύς της πηγής τάσης:

p_V(t) = -v_S(t) * i (t) = -10 cos ωt * 3.9 cos (ω t + 38.7 м) = -39cos ω t * (cos ω t cos 38.7 м-συν ω t sin 38.7 м ) = -30.45 cos ω t + 24.4 sin ω tVA

Στη συνέχεια, αποδεικνύουμε πόσο εύκολο είναι να λάβουμε αυτά τα αποτελέσματα χρησιμοποιώντας ένα σχηματικό και όργανα στο TINA. Σημειώστε ότι στα σχήματα TINA χρησιμοποιούμε άλματα TINAӳ για τη σύνδεση των μετρητών ισχύος.

Κάντε κλικ / πατήστε το παραπάνω παράθυρο για να αναλύσετε on-line ή κάντε κλικ σε αυτόν το σύνδεσμο για να Αποθήκευση κάτω από τα Windows

Μπορείτε να λάβετε τους παραπάνω πίνακες επιλέγοντας Ανάλυση / Ανάλυση AC / Υπολογισμός των κομβικών τάσεων από το μενού και στη συνέχεια κάνοντας κλικ στους μετρητές ισχύος με τον αισθητήρα.

Μπορούμε εύκολα να προσδιορίσουμε την φαινομενική ισχύ της πηγής τάσης χρησιμοποιώντας το διερμηνέα TINAӳ:

S = V_S* I = 10 * 3.9 / 2 = 19.5 VA

Μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν τρόποι διαφορετικοί από τους ίδιους τους ορισμούς για τον υπολογισμό της ισχύος σε διπολικά δίκτυα. Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει αυτό:

	P	Q		S
Ζ = R + jX	R * I2	Χ * Ι2	½Z½ * I2	Z*I2
Y = G + jB	G * V2	-Β * V2	½Y½ * V2	V2

Σε αυτόν τον πίνακα, έχουμε σειρές για κυκλώματα που χαρακτηρίζονται είτε από την αντίσταση είτε από την είσοδο τους. Να είστε προσεκτικοί χρησιμοποιώντας τους τύπους. Όταν εξετάζετε τη μορφή σύνθετης αντίστασης, σκεφτείτε το αντίσταση ως αντιπροσωπεύοντας ένα σειρά κύκλωμα, για το οποίο χρειάζεστε το τρέχον. Όταν εξετάζετε τη φόρμα εισδοχής, σκεφτείτε ο είσοδος ως αντιπροσωπεύοντας ένα παράλληλο κύκλωμα, για την οποία χρειάζεστε την τάση. Και μην ξεχνάτε ότι αν και Y = 1 / Z, γενικά G ≠ 1 / R Εκτός από την ειδική περίπτωση X = 0 (καθαρή αντίσταση), G = R / (R²+ Χ² ).

Παράδειγμα 2

Βρείτε τη μέση ισχύ, την άεργη ισχύ, p (t) και τον συντελεστή ισχύος του διπολικού δικτύου που είναι συνδεδεμένο στην τρέχουσα πηγή.

i_S(t) = (100 * cos ω t) mA w = 1 krad / s

Ανατρέξτε στον παραπάνω πίνακα και, επειδή το διπολικό δίκτυο είναι παράλληλο κύκλωμα, χρησιμοποιήστε τις εξισώσεις στη σειρά για την περίπτωση εισαγωγής.

Δουλεύοντας με μια είσοδο, πρέπει πρώτα να βρούμε την ίδια την είσοδο. Ευτυχώς, το διπολικό μας δίκτυο είναι καθαρά παράλληλο.

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

Χρειαζόμαστε την απόλυτη τιμή της τάσης:

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

Οι εξουσίες:
P = V²* G = 0.125 * 0.2 / 2 = 0.0125 W

Q = -V²* B = - 0.125 * 0.2 / 2 = - 0.0125 var

= V²* = 0.125 * (0.2-j0.2) / 2 = (12.5 - j 12.5) mVA

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

cos φ = P / S = 0.707

Παράδειγμα 3

Κάντε κλικ / πατήστε το παραπάνω παράθυρο για να αναλύσετε on-line ή κάντε κλικ σε αυτόν το σύνδεσμο για να Αποθήκευση κάτω από τα Windows

Για αυτό το παράδειγμα, θα διαθέσουμε χειροκίνητες λύσεις και θα δείξουμε πώς να χρησιμοποιήσουμε τα όργανα μέτρησης TINA T και τον διερμηνέα για να λάβουμε τις απαντήσεις.