skrypt063 (2)

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki I

124

aląd cosip nazywamy współczynnikiem mocy, bowiem mówi on w jakim stopniu moc znamionowa urządzenia określana mocą pozorną jest wykorzystana do przenoszenia lub przetwarzania mocy czynnej. Przy współczynniku mocy równym jedności wykorzystanie materiałów jest największe a straty energii związane z przesyłem i przetwarzaniem energii są najmniejsze. Moc pozorną możemy przedstawić w trzech równoważnych postaciach:

S®u- I - Z I₂ = Y U₂    7.12)

7.1.4.    Moc bierna

Miarą energii wymienianej pomiędzy cewką lub kondensatorem a źródłem jest moc bierna Q. W przebiegu mocy chwilowej jest to amplituda składowej przemiennej (Xd²). Moc bierną możemy określić równaniem

O = UIsimp    (7.13)

Moc bierną mierzymy w warach (łvar), co jest skrótem nazwy wołtoamper reaktywny. Moc bierna może byó dodatnia lub ujemna. Kąt przesunięcia fazowego cp jest dodatni dla charakteru indukcyjnego a ujemny dła charakteru pojemnościowego i stąd moc bierna jest dodatnia w obwodach z iudukcyjnością, ujemna w obwodach pojemnościowych. Moc bierną można wyrazić w trzech równoważnych postaciach:

Q - U I simp = X I² =-B U²    (7.14)

Moc bierna nic przenosi energii, powiększa przepływający prąd i straty mocy w urządzeniach i liniach przesyłowych. Jest jednak konieczna dla zapewnienia poprawnego działania urządzeń, np. moc magnesująca transformatorów. Dla ograniczenia strat przesyłu mocy dąży się do wymiany mocy biernej w pobliżu odbiornika, stosując tzw. poprawę współczynnika mocy, zwykle przez włączanie kondensatora równolegle z odbiornikiem indukcyjnym. Można w ten sposób zmniejszyć prąd przepływający przez układ przesyłowy' a tym samym ograniczyć ilość materiału na przewody oraz zmniejszyć straty mocy.

7.1.5.    Trójkąt mocy

Uwzględniając zależność na moc czynną, pozorną i bierną:

możemy napisać

Graficznym obrazem zależności (7.16) jest trójkąt proslokr|lny

(rys.7.3).

Rys,7.3. Trójkąt mocy dla odbiornika czynno - indukcyjnego.

7.1.6. Moc zespolona

Moc pozorną S jako geometryczną sumę mocy czynnej i biernej można zapisać w oparciu o trójkąt mocy. Możemy również wyznaczyć moc zespoloną na podstawie zespolonej wartości napięcia U i zespolonej wartości prądu i.

Wyrażenie

Ul* = U•eJ"⁽Pu .i■_e^-j'⁽Pi = U•    =

= S-e-i =Scos<p + j-S• sin<p = P-ł- j-Q    (7.17)

jest mocą zespoloną.

Moc czynna jest częścią rzeczywistą mocy zespolonej

P = Re(£) = UIcoscp    (7.18)

a moc bierna częścią urojoną mocy zespolonej

Q = Irn(S) = UTsincp    (7.19)

Pomiaiy mocy wykonujemy watomierzem, którego wskazania są proporcjonalne do U I coscp. Przy pomiarze mocy oprócz watomierza włączamy woltomierz i amperomierz, które umożliwiają wyznaczenie mocy pozornej S, współczynnika mocy cosep, impcdancji obwodu Z, R, X.