Векторная диаграмма, характеризующая процесс компенсации реактивной мощности при подключении конденсатора параллельно катушке индуктивности, приведена на рис.4.2.
Рис.4.2. Векторная диаграмма, иллюстрирующая влияние емкости, включенной параллельно с катушкой индуктивности, на величину угла сдвига фаз между векторами тока и напряжения (φк).
На диаграмме показаны вектор напряжения (ů) и векторы токов, протекающих через емкость (İc) и катушку индуктивности (İк), а также вектор тока, потребляемого от сети: İ=İк+İc. При отсутствии конденсатора (С) вектор тока İк сдвинут относительно вектора напряжения (ů) на угол φк. Как следует из диаграммы, при подключении конденсатора угол φ между напряжением, приложенным к контуру, и током, потребляемым контуром от сети, существенно уменьшается (φ<φк).
Обычно батареи конденсаторов (БК), включаемые параллельно обмоткам электродвигателей, выбираются таким образом, чтобы коэффициент мощности cosφ=Р/S стал равен 0,95…0,97 Для полной компенсации реактивной мощности потребовалось бы использовать очень большие конденсаторы и поэтому обычно ограничиваются уменьшением угла (φ) до величины, равной нескольким градусам.
РЕЗОНАНС ТОКОВ
При равенстве сопротивлений ХL=Хc (ВL=Вс), ток потребляемый от источника питания (İ), и напряжение (ů) совпадают по фазе и контур представляет для источника внешнего напряжения чисто активное сопротивление R.
При равенстве сопротивлений ХL=Хс в колебательном контуре возникает резонанс токов и контурный ток, протекающий в контуре между индуктивностью и емкостью( Ik=Ic), оказывается в Q раз больше тока, потребляемого от источника энергии, (Ik=Q•I). Это позволяет использовать колебательный контур со сверхпроводящей катушкой индуктивности для накопления электрической энергии
Э=L•Iк2/2=Q•L•I2/2, (4.3)
где Э- энергия, накопленная в контуре
4.3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СТЕНДА. Структурная схема модели стенда, используемого для изучения характеристик электрической цепи, состоящей из параллельно включенных катушки индуктивности и переменной емкости, приведена на рис.4.3..
Рис.4.3. Структурная схема модели стенда для исследования характеристик разветвленной электрической цепи при параллельном включении катушки индуктивности и емкости.
На структурной схеме стенда показаны:
– Источник переменного напряжения~U, изменяющегося во времени с частотой 50Гц.
– Вольтметр (V1) и амперметр (A1), измеряющие напряжение ~U и токİ, протекающий от источника напряжения к контуру.
– Комбинированный прибор(Сombi_m),измеряющий мощность и сдвиг фаз между напряжением и током. (Мощность потребляемая от источника контуром измеряется по показаниям вольтметра V2, проградуированного в Ваттах на вольт (Active Power 1W/V). Сдвиг фаз между напряжением и током по показаниям вольтметра V3, проградуированного в градус на милливольт (Phase Sift 1 grad/mv).
-Амперметра (А2) ,измеряющего ток Iк, протекающий через катушку индуктивности.
-Амперметра (А3), измеряющего ток Iс, протекающий через емкость контура.
-Катушка индуктивности, состоящая из последовательно включенных индуктивности (L) и сопротивления (R), равного 100 Ohm, .
-Коммутатора [1], отключающего катушку индуктивности.
-Емкости (С) и сопротивления, равного 0,1Ohm, включенного поcледовательно с емкостью C.
- Коммутатора [2], отключающего емкостную цепь контура.
4.4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.