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

Определив по приборам U, I и Р, найдем:

z = U/I; y=I/U; r = P/P; gP/U\

Затем вычислим абсолютные значения реактивных сопротивления и проводимости

Для определения знака х и b необходимо провести дополнительные измерения в измененных условиях. Можно, например, последовательно с двухполюсником включить конденсатор с емкостным сопротивлением хс и, проведя заново измерения, определить по приведенным выше формулам новое абсолютное значение реактивного сопротивления \ х - Хс . Если реактивное сопротивление двухполюсника положительно и емкостное сопротивление конденсатора Хс < \2х I, то очевидно, что ;с - ;tc < I; если же реактивное сопротивление х двухполюсника отрицательно, то I л: -I > I л:!- Таким образом, выбирая хс<12х \ и сопоставляя абсолютные значения х и {х- Хс), можно определить знак х (знак b совпадает со знаком х).

Можно включить конденсатор параллельно двухполюснику и, проведя измерения, вычислить новое значение \ b - be \. Если выбрать be <: \ 2Ь \, то при \ b - be \ < \ b \ проводимость Ь > О, а при \ b - be \ > \ b I проводимость Ь < 0.

Во многих случаях последовательное или параллельное включение конденсатора практически не изменяет активного сопротивления или активной проводимости цепи. Поэтому увеличение или уменьшение абсолютного значения реактивного сопротивления или проводимости приводит соответственно к увеличению или уменьшению полного сопротивления или проводимости и по изменениям их значений можно судить о знаке х или Ь.

Надо твердо помнить, что параметры реальных цепей зависят от частоты и, будучи определены при одной частоте, не могут применяться для расчетов при других частотах.

3-19. Условия передачи максимальной мощности от источника энергии к приемнику

Представим источник энергии е э. д. с. Я и внутренним сопротивлением = Гз + /Xg схемой замещения (рис. 3-22). Выясним, каково должно быть сопротивление Z = г + /х приемника, чтобы передаваемая ему активная мощность была максимальной.

Мощность приемника

Р = гР

Очевидно, при любом г мощность достигает наибольшей величины при X = - Xg. В этом случае



-0-0-1

Взяв от полученного выражения производную по г и приравняв ее нулю, найдем, что Р имеет наибольшее значение при г = (см. также § 2-11).

Таким образом, приемник получает от источника наибольшую активную мош,ность, когда его комплексное сопротивление является сопряженным с комплексным внутренним сопротивлением источника:

Z = i,. (3-50)

При этом условии

Рш...==ЕЩг,. (3-51) Коэффициент полезного действия

В электроэнергетических установках режим передачи максимальной мощности невыгоден вследствие значительных потерь энергии. В различного рода устройствах автоматики 2 i и связи мощности сигналов весьма малы, по-

этому часто приходится специально создавать условия передачи приемнику максимально воз-

ФЕ zfl можной мощности. Снижение к. п. д. обычно

U никакого значения не имеет, так как количество передаваемой энергии незначительно.

Согласование сопротивлений приемника и Рис. 3-22. источника питания в соответствии с (3-50) можно получить и добавлением в цепь элементов, обладающих реактивными сопротивлениями (см. далее пример 4-6).

Иногда сопротивление приемника можно изменять не произвольно, а только с сохранением соотношения между активным и реактивным сопротивлениями, т. е. ф = const. Анализ, который здесь не приводится, показывает, что в этом случае мощность Р максимальна, когда равны друг другу полные сопротивления приемника и источника (г = zj. При этом

р' os Ф П-53)

/ акс-2г^[1+еоз(фз-ф)]- )

Согласования полных сопротивлений приемника и источника питания можно добиться, включая приемник через трансформатор (см. § 8-8).

3-20. Понятие о поверхностном эффекте и эффекте близости

Познакомимся с некоторыми явлениями, оказывающими влияние на параметры электрической цепи.

На vuc Ji:23 cxeTmecm картина магнитногоюля

в плоскости поперечного сечения уединенного проводника с током. 144




Представим себе этот провод в виде совокупности нитей, параллельных его оси. Чем ближе нить расположена к оси проводника, тем с большим числом магнитных линий она сцеплена.

При периодическом изменении тока изменяется магнитное поле и в нитях проводника наводятся э. д. с, противодействующие изменениям тока. Это противодействие тем значительнее, чем больше э. Д. с. (чем больше магнитных линий сцеплено с нитью), т. е. чем ближе нить проводника расположена к оси провода. В результате плотность тока в различных точках поперечного сечения получается неодинаковой: наибольшая на периферии провода и наименьшая на его оси.

Рассмотренное явление концентрации переменного тока в поверхностном слое проводника называют поверхностным

эффектом. Резкость проявления его

возрастает с увеличением частоты /, диа- ~

метра провода й, магнитной проницаемости х и удельной проводимости о материала провода. Это объясняется тем, что увеличение х приводит к возрастанию магнитного поля внутри провода, увеличение d создает большую разницу в сцеплениях с магнитными линиями осевых и периферийных нитей провода, а повышение / и о увеличивает роль наводимых в нитях э. д. с, противодействующих из- Рис. 3-23.

менению тока в них. Так, в предельном

случае а = оо весь ток должен концентрироваться на поверхности провода в бесконечном тонком слое.

Вследствие поверхностного эффекта поперечное сечение провода при переменном токе используется хуже, чем при постоянном токе. При одинаковых значениях переменного и постоянного токов (равенстве значения постоянного тока и действующего значения переменного тока) тепловые потери больше при переменном токе. Поэтому сопротивление провода переменному току (активное сопротивление) выше, чем сопротивление провода постоянному току.

Другим следствием поверхностного эффекта является некоторое уменьшение индуктивности цепи ввиду ослабления магнитного поля во внутренней части провода. В предельном теоретическом случае, когда ток концентрируется на поверхности провода в бесконечно тонком слое, магнитное поле внутри провода отсутствует.

При высоких частотах переменного тока внутренняя часть провода практически не используется, поэтому часто применяют пустотелые провода в форме труб. Применяют также высокочастотные Многожильные провода. Они состоят из тонких изолированных друг от друга жил, перевитых таким образом, чтобы каждая из жил Поочередно занимала в поперечном сечении провода различные положения от его оси до периферии. При такой конструкции каждая to жил находится в одинаковых условиях и токи в жилах равны



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