העיקרון והשיטות של קביעה עקיפה של גורם ההספק במעגל זרם החילופין

גורם כוח או קוסינוס phi, ביחס למשתמש בזרם חילופין סינוסואידי, הוא היחס בין צריכת ההספק הפעילה P לסך ההספק S שמסופק למשתמש זה מהרשת.

כוח כולל S, במקרה הכללי, ניתן להגדיר כמכפלה של הערכים האפקטיביים (ריבוע הבסיס) של הזרם I והמתח U במעגל הנחשב, וההספק הפעיל P - כפי שנצרך באופן בלתי הפיך על ידי המשתמש עבור תפעול העבודה.

כוח תגובתי ש, למרות שהוא חלק מההספק הכולל, עם זאת, הוא אינו נצרך לביצוע עבודה, אלא רק משתתף ביצירת שדות חשמליים ומגנטיים מתחלפים בחלק מהאלמנטים של המעגל של המשתמש.

מלבד מדידת גורם כוח ישירה שימוש במכשירים אלקטרודינמיים - מדי פאזה, ישנן שיטות עקיפות הגיוניות למדי המאפשרות לך להבין במדויק מתמטית את הערך של כמות חשמלית חשובה מאוד זו המאפיינת את המשתמש במעגל זרם חילופין סינוסואיד.

בואו נסתכל על הנתונים שיטות עקיפות בפירוט, הבה נבין את העיקרון של מדידת גורם כוח עקיף.

שיטת מד מתח, מד זרם ומד וואט

מד וואטים אלקטרודינמי עם התנגדות אקטיבית נוספת במעגל של הסליל הנע שלו מציין את הערך של כוח אקטיבי במיוחד הנצרך במעגל AC P.

אם כעת, באמצעות מד מתח ומד זרם, אנו מודדים את הערכים הממוצעים של הזרם I והמתח U הפועלים במעגל העומס הנבדק, אז על ידי הכפלת שני הפרמטרים הללו, נקבל רק את ההספק הכולל S .

אז ניתן למצוא בקלות את גורם ההספק (קוסינוס phi) של עומס נתון באמצעות הנוסחה:

כאן, אם תרצו, תוכלו למצוא גם את הערך של ההספק התגובתי Q, ההתנגדות הכוללת של המעגל z חוק אוהם, כמו גם התנגדות פעילה ותגובתית, פשוט על ידי בנייה או ייצוג של משולש התנגדות, ולאחר מכן שימוש במשפט פיתגורס:

שיטת מונה ומד זרם

כדי להשתמש בשיטה זו, יש צורך להרכיב מעגל שבו הפשוט ביותר מחובר בסדרה עם העומס Z ומד הזרם מד חשמל מה.

במשך פרק זמן מסוים t, בסדר גודל של דקה, יהיה צורך לחשב את מספר הסיבובים של הדיסק N, אשר יראה את כמות האנרגיה הפעילה שהושקעה בזמן נתון (כלומר, תוך התחשבות ב- גורם הספק).

כאן: מספר הסיבובים של הדיסק N, מקדם k הוא כמות האנרגיה לכל סיבוב, I ו-U הם זרם ה-rms והמתח בהתאמה, t הוא הזמן לספירת הסיבובים, קוסינוס phi הוא גורם ההספק:

לאחר מכן, במקום המשתמש Z הנחקר, העומס הפעיל R נכלל במעגל דרך אותו מונה, אך לא ישירות, אלא דרך ה-Rheostat R1 (השגת אותו זרם I כמו במקרה הראשון, עם המשתמש Z). מספר הסיבובים של הדיסק N1 נשמר באותו זמן t. אבל כאן, מכיוון שהעומס פעיל, הקוסינוס phi (גורם ההספק) בהחלט שווה ל-1. מכאן:

אז נרשם יחס הסיבובים של מונה הדיסקים לאותו פרק זמן במקרים הראשון והשני.זה יהיה קוסינוס phi, כלומר, גורם ההספק של העומס הראשון (ביחס לעומס פעיל גרידא עם אותו הדבר נוֹכְחִי):

שיטת שלושה מד זרם

כדי לקבוע את גורם ההספק במעגל זרם סינוסואידי באמצעות שלושה אמפרמטרים, תחילה עליך להרכיב את המעגל הבא:

כאן Z הוא עומס שיש לקבוע את מקדם ההספק שלו ו-R הוא עומס פעיל בלבד.

מכיוון שהעומס R פעיל בלבד, הזרם I1 בכל רגע של זמן נמצא בשלב עם מתח החילופין U המופעל על עומס זה.במקרה זה, הזרם I שווה לסכום הגיאומטרי של הזרמים I1 ו-I2. כעת נבנה על סמך מיקום זה דיאגרמת וקטור של הזרמים:

בתרשים הווקטור של הזרמים, הזווית החדה בין הזרם I1 לזרם I2 היא הזווית phi, שאת הקוסינוס שלה (למעשה, ערך גורם ההספק) ניתן למצוא מטבלת ערכים מיוחדת של פונקציות טריגונומטריות או מחושבות לפי הנוסחה:

מכאן נוכל לבטא קוסינוס פי, כלומר, גורם ההספק הרצוי:

הסימן של מקדם ההספק שנמצא («+» או «-«) יציין את אופי העומס. אם גורם ההספק (קוסינוס phi) שלילי, העומס הוא קיבולי באופיו. אם גורם ההספק הוא ערך חיובי, אז אופי העומס הוא אינדוקטיבי.