Nhấp hoặc Chạm vào các mạch Ví dụ bên dưới để gọi TINACloud và chọn chế độ DC tương tác để Phân tích chúng trực tuyến. Có quyền truy cập chi phí thấp vào TINACloud để chỉnh sửa các ví dụ hoặc tạo các mạch của riêng bạn
Có một số định nghĩa khác nhau về công suất trong các mạch điện xoay chiều; tuy nhiên, tất cả đều có kích thước của V * A hoặc W (watts).
1. Sức mạnh tức thời: p (t) là chức năng thời gian của sức mạnh, p (t) = u (t) * i (t). Nó là sản phẩm của các hàm thời gian của điện áp và dòng điện. Định nghĩa về công suất tức thời này có giá trị đối với các tín hiệu của bất kỳ dạng sóng nào. Đơn vị cho sức mạnh tức thời là VA.
2. Sức mạnh phức tạp: S
Công suất phức là sản phẩm của điện áp hiệu dụng phức và dòng liên hợp hiệu quả phức tạp. Theo ký hiệu của chúng tôi ở đây, liên hợp được biểu thị bằng dấu hoa thị (*). Công suất phức cũng có thể được tính bằng cách sử dụng các giá trị cực đại của điện áp và dòng điện phức, nhưng sau đó kết quả phải được chia cho 2. Lưu ý rằng công suất phức tạp chỉ được áp dụng đến các mạch có kích thích hình sin vì tồn tại các giá trị cực đại hoặc hiệu quả phức tạp và chỉ được xác định cho các tín hiệu hình sin. Đơn vị cho sức mạnh phức tạp là VA.
3. Thực or công suất trung bình: P có thể được định nghĩa theo hai cách: là phần thực của sức mạnh phức tạp hoặc là trung bình đơn giản của sức mạnh tức thời. Sản phẩm định nghĩa thứ hai là tổng quát hơn bởi vì với nó, chúng ta có thể định nghĩa sức mạnh tức thời đối với bất kỳ dạng sóng tín hiệu nào, không chỉ đối với sin. Nó được đưa ra rõ ràng trong biểu thức sau đây
Đơn vị cho thực or công suất trung bình là watts (W), giống như nguồn điện trong các mạch DC. Sức mạnh thực sự bị tiêu tan dưới dạng nhiệt trong điện trở.
4. Công suất phản kháng: Q là phần tưởng tượng của sức mạnh phức tạp. Nó được đưa ra trong các đơn vị của volt-amperes phản ứng (VAR). Công suất phản kháng là tích cực trong một quy nạp mạch và tiêu cực trong một mạch điện dung. Sức mạnh này chỉ được xác định cho kích thích hình sin. Công suất phản kháng không thực hiện bất kỳ công việc hữu ích hoặc nhiệt và nó là công suất được trả về nguồn bởi các thành phần phản kháng (cuộn cảm, tụ điện) của mạch
5. Sức mạnh rõ ràng: S là tích của các giá trị rms của điện áp và dòng điện, S = U * I. Đơn vị của công suất biểu kiến là VA. Các sức mạnh rõ ràng là giá trị tuyệt đối của sức mạnh phức tạp, vì vậy nó chỉ được định nghĩa cho kích thích hình sin.
Power Hệ số (cos φ)
Hệ số công suất rất quan trọng trong các hệ thống điện vì nó cho biết mức độ hiệu quả của năng lượng tương đương với công suất biểu kiến. Các yếu tố sức mạnh gần một là mong muốn. Định nghĩa:
Dụng cụ đo công suất TINAӳ cũng đo hệ số công suất.
Trong ví dụ đầu tiên của chúng tôi, chúng tôi tính toán các quyền hạn trong một mạch đơn giản.
Ví dụ 1
Tìm công suất trung bình (tiêu tán) và công suất phản kháng của điện trở và tụ điện.
Tìm công suất trung bình và phản ứng được cung cấp bởi nguồn.
Kiểm tra xem các quyền hạn được cung cấp bởi nguồn có bằng với các quyền trong các thành phần không.
Đầu tiên tính toán hiện tại mạng.
= 3.9 ej38.7BмmA
PR= Tôi2* R = (3.052+2.442) * 2 / 2 = 15.2 mW
QC = -Tôi2/wC = -15.2 / 1.256 = -12.1mVAR
Khi bạn thấy chia cho 2, hãy nhớ rằng khi sử dụng giá trị đỉnh cho điện áp nguồn và định nghĩa công suất, việc tính toán công suất yêu cầu giá trị rms.
Kiểm tra kết quả, bạn có thể thấy rằng tổng của cả ba sức mạnh bằng không, xác nhận rằng năng lượng từ nguồn xuất hiện ở hai thành phần.
Công suất tức thời của nguồn điện áp:
pV(t) = -vS(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
Tiếp theo, chúng tôi chứng minh việc dễ dàng đạt được các kết quả này bằng cách sử dụng sơ đồ và công cụ trong TINA. Lưu ý rằng trong sơ đồ TINA, chúng tôi sử dụng bộ nhảy TINAӳ để kết nối các đồng hồ đo điện.
Bạn có thể có được các bảng trên bằng cách chọn Phân tích / Phân tích AC / Tính toán điện áp nút từ menu và sau đó nhấp vào đồng hồ đo điện bằng đầu dò.
Chúng ta có thể thuận tiện xác định công suất biểu kiến của nguồn điện áp bằng Trình thông dịch TINAӳ:
S = VS* I = 10 * 3.9 / 2 = 19.5 VA
om: = 2 * pi * 1000;
V: = 10;
I: = V / (R + 1 / (j * om * C));
Iaq: = sqr (abs (I));
PR: = Iaq * R / 2;
PR = [15.3068m]
QC: = Iaq / (om * C * 2);
QC = [12.1808m]
Ic: = Re (I) -j * Im (I);
Sv: = - V * Ic / 2;
Sv = [- 15.3068m + 12.1808m * j]
nhập toán dưới dạng m
nhập cmath dưới dạng c
#Hãy đơn giản hóa việc in phức tạp
#numbers để có tính minh bạch cao hơn:
cp= lambda Z : “{:.4f}”.format(Z)
om=2000*c.pi
V = 10
I=V/(R+1/1j/om/C)
laq=abs(I)**2
PR=laq*R/2
print(“PR=”,cp(PR))
QC=laq/om/C/2
print(“QC=”,cp(QC))
Ic=I.conjugate()
Sv=-V*Ic/2
print(“Sv=”,cp(Sv))
Bạn có thể thấy rằng có nhiều cách khác ngoài chính các định nghĩa để tính toán công suất trong các mạng hai cực. Bảng sau đây tóm tắt điều này:
| P | Q |  | S | |
|---|---|---|---|---|
| Z = R + jX | R * tôi2 | X * tôi2 | ½Z½ * tôi2 | Z*I2 |
| Y = G + jB | G * V2 | -B * V2 | ½Y½ * V2 |  V2 |
Trong bảng này, chúng ta có các hàng cho các mạch được đặc trưng bởi trở kháng hoặc độ dẫn của chúng. Hãy cẩn thận bằng cách sử dụng các công thức. Khi xem xét các hình thức trở kháng, hãy nghĩ về trở kháng đại diện cho một mạch loạt, mà bạn cần hiện tại Khi xem xét hình thức nhập học, hãy nghĩ đến các tiếp nhận đại diện cho một mạch song song, mà bạn cần điện áp. Và đừng quên rằng mặc dù Y = 1 / Z nhưng nói chung G ≠ 1 / R. Trừ trường hợp đặc biệt X = 0 (điện trở thuần), G = R / (R2+ X2 ).
Ví dụ 2
Tìm công suất trung bình, công suất phản kháng, p (t) và hệ số công suất của mạng hai cực được kết nối với nguồn hiện tại.
iS(t) = (100 * cos ω t) mA w = 1 krad / s
Tham khảo bảng trên và, vì mạng hai cực là một mạch song song, sử dụng các phương trình trong hàng cho trường hợp nhận.
Làm việc với một người nhận, trước tiên chúng ta phải tìm chính người nhận. May mắn thay, mạng hai cực của chúng tôi là một mạng hoàn toàn song song.
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
Chúng ta cần giá trị tuyệt đối của điện áp:
½V ½= ½Z ½* Tôi = tôi / ½Y ½= 0.1 / ê(0.2 + j0.2) ê= 0.3535 V
Quyền hạn:
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
om: = 1000;
Là: = 0.1;
V: = Is * (1 / (1 / R + j * om * C + 1 / (j * om * L)));
V = [250m-250m * j]
S: = V * là / 2;
S = [12.5m-12.5m * j]
P: = Re (S);
Q: = Im (S);
P = [12.5m]
Q = [- 12.5m]
abs (S) = [17.6777m]
#Hãy đơn giản hóa việc in phức tạp
#numbers để có tính minh bạch cao hơn:
cp= lambda Z : “{:.4f}”.format(Z)
om=1000
Là=0.1
V=Is*(1/(1/R+1j*om*C+1/1j/om/L))
print(“V=”,cp(V))
S=V*Là/2
P=S.real
Q=S.image
print(“P=”,cp(P))
print(“Q=”,cp(Q))
print(“abs(S)=”,cp(abs(S)))
Ví dụ 3
Tìm công suất trung bình và công suất phản kháng của mạng hai cực được kết nối với máy phát điện áp.
Trong ví dụ này, chúng tôi sẽ phân phối với các giải pháp thủ công và chỉ ra cách sử dụng các dụng cụ đo và thông dịch viên TINAӳ để có được câu trả lời.
Phân tích Selec / Phân tích AC / Tính toán điện áp nút từ menu và sau đó nhấp vào đồng hồ đo điện với đầu dò. Bảng sau sẽ xuất hiện:
Vs: = 100;
om: = 1E8 * 2 * pi;
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 (abs (Tức là)) * Re (Ze) / 2;
Q: = sqr (abs (Tức là)) * Im (Ze) / 2;
P = [14.6104]
Q = [- 58.7055]
nhập cmath dưới dạng c
#Hãy đơn giản hóa việc in phức tạp
#numbers để có tính minh bạch cao hơn:
cp= lambda Z : “{:.4f}”.format(Z)
#Xác định cộng bằng lambda:
Cộng lại= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
Vs=100
om=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
print(“p=”,cp(p))
English
English
German
French
Spanish
Portuguese
Russian
Chinese (Simplified)
Chinese (Traditional)
Japanese
Korean
Hungarian