Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

Из выражения (2-61) следует, что при максимальной мощности пассивного двухполюсника к. п. д. равен 0,5. Более высокие значения к. п. д. будут при Г> Гц.

Коэффициент полезного действия реального активного двухполюсника равен к. п. д. эквивалентного только при выполнении определенного устовия. Если при отключении пассивного двухполюсника от реального активного в ветвях последнего не будет

токов и потерь, так же как в эквивалентной схеме на рис. 2-29, д, то к. п. д. реального и эквивалентного активных двухполюсников равны. При невыполнении этого условия к. п. д. реального активного двухполюсника всегда меньше к. п. д. эквивалентного двухполюсника.

Полученные результаты применим, например, для характеристики режима линии передачи и электрической энергии небольшой длины, у которой утечкой тока можно пренебречь.

Пусть в начале линии передачи напряжение Vi поддерживается неизменным (рис. 2-35, а).

Тогда линию можно представить в виде последовательного соединения активного двухполюсника с источником э. д. с. = U-i и сопротивлением проводов г, и пассивного двухполюсника - приемника с сопротивлением (рис. 2-35, а). По формулам (2-58) и (2-61) найдем мощность приемника и к. п. д. т] линии передачи


(2-62)

Мощность, развиваемая источником,

а напряжение на зажимах приемника

По полученным уравнениям на рис. 2-35, б построены зависй-



При Гз = оо (холостоР! ход линии) ток / равен нулю (на рис. 2-35, б - точка в начале координат), при Гз = ток определяется отрезком Оа и при Гз = О (короткое замыкание линии) значение тока максимально и равно 1. Кроме того, при = г„ мощность Pi, определяемая отрезком ас, равна удвоенной мощности приемника (ас = 2аЬ = 2Ьс) и к. п. д. т] = 0,5.

По эквивалентной схеме (рис. 2-35, а) установим еще связь между потерями в проводах линии (в сопротивлении г^) и мощностью приемника Р^:

21 /Р.

P. = rJ=p- ; , (2-63)

где / - длина линии; 5 - сечение каждого провода.

Из выражения (2-63), в частности, следует, что при Р^ = const повышение напряжения вызывает уменьшение тока / и, следовательно, уменьшение потерь в проводах, что в свою очередь позволяет уменьшить сечение проводов. Конечно, при этом надо усилить изоляцию проводов линии.

В случае передачи по линии электрической энергии при большой мощности стремятся получить возможно больший к. п. д., для чего необходимо, как непосредственно следует из (2-62), иметь г, < Tj. При передаче сигналов по линии связи стремятся получить максимальную мощность в приемнике, что приводит к низкому значению к. п. д.

Первые опыты передачи электрической энергии при постоянном токе осуществил русский инженер Ф. А. Пироцкий В 1874 г. вблизи Петербурга Ф. А. Пироцкий создал линию передачи энергии при мощности около 6 л. с. на расстояние до 1 км. Затем Пироцкий проводил опыты передачи электрической энергии по рельсам конно-железной дороги. На основании своих опытов Ф. А. Пироцкий установил, что можно передавать электрическую энергию при большой мощности на большие расстояния. В качестве источников энергии для первичных двигателей он предложил пользоваться энэргией водных потоков.

Теоретические основы передачи электрической энергии по линии разработал Д. А. Лачинов. В 1880 г. он опубликовал в первом номере журнала Электричество свой труд Электромеханическая работа .

Опыты Пироцкого остались совершенно незамеченными. И лишь этим можно объяснить, что инициатором передачи электрической энергии считался Марсель Депре. В своем докладе в Парижской академии наук (1881 г.) он провозгласил тезис, установленный почти за год до этого Д. А. Лачиновым, а именно: повышая напряжение, можно передавать электрическую энергию при любой мощности на большое расстояние с минимальными потерями (2-63). В следующем, 1882 г., Депре осуществил на постоянном токе передачу энергии при мощности в 2 л. с. на расстояние 57 км (при напря- жении 1500.j3Q Bl



Глава третья ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

3-1. Переменные токи

Широкое применение переменного тока в электротехнике началось со времени решения задачи централизованного производства электрической энергии и ее передачи на значительные расстояния.

Передача и распределение энергии требуют по экономическим соображениям и по условиям безопасности применения различных напряжений: высокого - для передачи энергии и сравнительно низкого - для ее распределения потребителям.

Преобразование напряжения переменного тока возможно при помощи относительно простого аппарата - трансформатора, который в 1876 г. изобрел П. Н. Яблочков. В 1889 г. М. О. Доливо-Добровольский изобрел трехфазный асинхронный двигатель и разработал все звенья передачи и распределения энергии трехфазным током (см. гл. 10). После этого переменный ток получил преимущосг-венное распространение.

Познакомимся с основными понятиями, относящимися к переменным токам.

Переменным током называют ток, изменяющийся во времени. Значение тока в любой данный момент времени называют мгновенным током i. Для одного из двух возможных направлений тока через поперечное сечение проводника мгновенный ток i считают положительным, а для противоположного направления - отрицательным. Направление тока, для которого его мгновенные значения положительны, называют положительным направлением тока. Ток определен, если известна зависимость мгновенного тока от времени i = F (t) и указано его поло-жительтюе направление.

Токи, мгновенные значения которых повторяются через равные промежутки времени в той же самой последовательности, называют периодическими, а наименьший промежуток времени, через который эти повторения наблюдаются, - периодом Т. Для периодического тока

i=F{t) = F{t+T).

На рис. 3-1 показан участок АВ электрической цепи и дан пример зависимости i = F (t) для периодического тока. Стрелка на схеме указывает положительное направление тока. Пунктирными стрелками показаны действительные направления тока в моменты времени, когда t > О и когда i < 0. Отрезки кривой между точками а и b или О и с охватывают один полный цикл изменения тока за один период.

Величина, обратная периоду, называется частотой / = = 1/Г, Частота измеряется в герцах. Частота периодического тока равна 1 Гц. если пер-иод равен 1с 1Д Гц.- 1с -.-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов