MOČ V izmeničnih napetostih

Kliknite ali se dotaknite spodnjih vzorčnih vezij, da pokličete TINACloud in izberite način Interactive DC za analizo na spletu.
Pridobite poceni dostop do TINACloud, da uredite primere ali ustvarite lastna vezja

Obstaja več različnih definicij moči v izmeničnih tokokrogih; vendar imajo vse dimenzije V * A ali W (vati).

1. Takojšnja moč: p (t) je časovna funkcija moči, p (t) = u (t) * i (t). Je produkt časovnih funkcij napetosti in toka. Ta opredelitev trenutne moči velja za signale katere koli valovne oblike. Enota za trenutna moč je VA.

2. Kompleksna moč: S

Kompleksna moč je produkt kompleksne efektivne napetosti in zapletenega učinkovitega konjugiranega toka. V našem zapisu tukaj je konjugat označen z zvezdico (*). Kompleksno moč lahko izračunamo tudi z uporabo najvišjih vrednosti kompleksne napetosti in toka, toda rezultat je treba razdeliti z 2. Upoštevajte, da je uporabljena le kompleksna moč tokokrogov s sinusno vzbujanjem, ker obstajajo zapletene efektivne ali največje vrednosti in so definirane samo za sinusoidne signale. Enota za kompleksna moč je VA.

3. Real or povprečna moč: P lahko definiramo na dva načina: kot dejanski del kompleksne moči ali kot preprosto povprečje trenutna moč. O Druga opredelitev je bolj splošna, saj lahko z njo določimo trenutna moč za katero koli signalno valovno obliko, ne samo za sinusoide. Izrecno je podano v naslednjem izrazu

Enota za pravo or povprečna moč je vatov (W), tako kot za moč v enosmernih tokokrogih. Prava moč se v uporih razprši kot toplota.

4. Reaktivna moč: Q je namišljeni del kompleksne moči. Podana je v enotah volt-amper reaktivni (VAR). Reaktivna moč je pozitiven v induktivno vezje in negativna v kapacitivno vezje. Ta moč je definirana samo za sinusoidno vzbujanje. Reaktivna moč ne opravi nobenega koristnega dela ali toplote je moč, ki jo reaktivni komponenti (induktorji, kondenzatorji) vezja vrnejo v vir

5. Navidezna moč: S je produkt rms-vrednosti napetosti in toka, S = U * I. Enota navidezne moči je VA. The navidezna moč je absolutna vrednost kompleksna moč, zato je definiran samo za sinusoidno vzbujanje.

moč Faktor (cos φ)

Faktor moči je zelo pomemben v elektroenergetskih sistemih, ker kaže, kako natančna je učinkovita moč navidezni moči. Faktorji moči blizu enega so zaželeni. Opredelitev:

TINAӳ instrument za merjenje moči meri tudi faktor moči.

V našem prvem primeru izračunamo moči v preprostem vezju.

Primer 1

Poiščite povprečne (razpršene) in reaktivne moči upora in kondenzatorja.

Preverite, ali so pooblastila, ki jih zagotavlja vir, enaka tistim v komponentah.

Najprej izračunajte tok omrežja.

= 3.9 e^j38.7BмmA

P_R= Jaz²* R = (3.05²+2.44²) * 2 / 2 = 15.2 mW

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

Če vidite delitev z 2, ne pozabite, da če se največja vrednost uporablja za napetost vira in opredelitev moči, izračun moči zahteva vrednost rms.

Če preverite rezultate, lahko vidite, da je vsota vseh treh moči enaka nič, kar potrjuje, da se moč iz vira pojavi pri obeh komponentah.

Trenutna moč vira napetosti:

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-sin ω t sin 38.7 м ) = -30.45 cos ω t + 24.4 sin ω tVA

Nato prikazujemo, kako enostavno je doseči te rezultate s shemo in instrumenti v TINA. Upoštevajte, da v shemi TINA za povezovanje merilnikov moči uporabljamo TINAӳ mostičke.

Kliknite / tapnite zgornji krog, da analizirate na spletu ali kliknete to povezavo na Shrani pod Windows

Zgornje tabele lahko pridobite tako, da v meniju izberete Analiza / Analiza izmeničnega toka / Izračun vozliščnih napetosti in nato s sondo kliknete merilnike moči.

Navidezno moč napetostnega vira lahko enostavno določimo s pomočjo TINAӳ tolmača:

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

Vidite, da obstajajo načini, ki niso same definicije za izračun moči v dvopolnih omrežjih. Naslednja tabela povzema to:

	P	Q		S
Z = R + jX	R * I2	X * I2	½Z½ * I2	Z*I2
Y = G + jB	G * V2	-B * V2	½Y½ * V2	V2

V tej tabeli imamo vrstice za vezja, za katere je značilna bodisi njihova impedanca bodisi sprejemljivost. Bodite previdni pri uporabi formul. Ko razmišljate o obliki impedance, pomislite na impedanca kot predstavlja a serijsko vezje, za kar potrebujete tok. Ko razmišljate o sprejemnem obrazcu, pomislite o sprejem kot predstavlja a vzporedni krog, za katero potrebujete napetost. In ne pozabite, da čeprav je Y = 1 / Z, je na splošno G ≠ 1 / R. Razen posebnega primera X = 0 (čisti upor), G = R / (R²+ X² ).

Primer 2

Poiščite povprečno moč, jalovo moč, p (t) in faktor moči dvopolnega omrežja, povezanega s trenutnim virom.

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

Glej zgornjo tabelo in ker je dvopolno omrežje vzporedno vezje, uporabite enačbe v vrstici za primer vstopa.

Pri delu s sprejemom moramo najprej najti sam sprejem. Na srečo je naša dvopolna mreža čisto vzporedna.

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

Potrebujemo absolutno vrednost napetosti:

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

Pooblastila:
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

Primer 3

Kliknite / tapnite zgornji krog, da analizirate na spletu ali kliknete to povezavo na Shrani pod Windows

V tem primeru bomo opustili ročne rešitve in pokazali, kako uporabiti TINAӳ merilne instrumente in tolmač za pridobitev odgovorov.