Мощности резистивного, индуктивного и емкостного элементов
Вся энергия, поступающая в резистивный элемент, преобразуется в тепло. Принимая во внимание, что u=ri, мгновенную мощность можно представить в следующем виде:
Ток совпадает по фазе с напряжением, , и в соответствии с (3.37)
Мгновенная мощность колеблется в пределах от 0 до 2UI и не бывает отрицательной (рис. 3.18, а). Активная мощность равна полной мощности, а реактивная мощность равна нулю ().
Мгновенные мощности поступления энергии в индуктивный и в емкостный элементы равны скоростям прироста энергии соответственно магнитного и электрического полей.
Действительно, для индуктивности
и для емкости
Так как для индуктивности , а для емкости , то для обоих случаев из (3.37) получаем мощность.
Здесь верхние знаки относятся к индуктивности, а нижние — к емкости.
Площади, ограниченные кривыми мгновенных мощностей и осями абсцисс (рис. 3.18,6 и в), пропорциональны энергии, которая поступает в индуктивный или емкостный элементы (отмечены знаком плюс) и возвращается источнику питания (отмечены знаком минус); эти площади равны друг другу. Происходит непрерывный обмен энергией между источником питания и соответственно между магнитным или электрическим полями.
Активные мощности у индуктивного и емкостного элементов равны нулю. Реактивная мощность, получаемая индуктивным элементом, положительна, а получаемая емкостным — отрицательна . Отрицательная потребляемая реактивная мощность соответствует положительной отдаваемой. Следовательно, индуктивность можно рассматривать как потребитель реактивной энергии, а емкость — как ее генератор.
Реактивные мощности, получаемые индуктивным и емкостным элементами, можно выразить как произведения угловой частоты ω и максимальных значений энергии, периодически запасаемых соответственно в магнитном и электрическом полях:
Действительно, для индуктивного элемента
и для емкостного
Отметим, что источники питания могут либо отдавать, либо получать реактивную мощность. Так, источник,
питающий индуктивный элемент, отдает, а источник, питающий емкостный элемент, получает реактивную мощность.
Электрические цепи переменного тока
Расчет цепей переменного тока
Символический метод расчета цепей переменного тока
Переменные токи
Понятие о генераторах переменного тока
Синусоидальный ток
Действующие ток, ЭДС и напряжение
Изображение синусоидальных функций времени векторами и комплексными числами
Сложение синусоидальных функций времени
Электрическая цепь и ее схема
Последовательное соединение резистивного, индуктивного и емкостного элементов
Сопротивления
Разность фаз напряжения и тока
Напряжение и токи при параллельном соединении
Проводимости
Пассивный двухполюсник
Мощности
Мощности резистивного, индуктивного и емкостного элементов
Баланс мощностей
Знаки мощностей и направление передачи энергии
Определение параметров пассивного двухполюсника
Условия передачи максимальной мощности
Понятие о поверхностном эффекте и эффекте близости
Параметры и эквивалентные схемы конденсаторов
Параметры и эквивалентные схемы катушек индуктивности и резисторов