Загрузить PDF
Загрузить PDF
В этой статье рассказывается, как вычислить коэффициент мощности переменного электрического тока. Зная этот коэффициент, вы сможете найти полную, активную и реактивную мощности, а также угол сдвига фаз. [1] X Источник информации Рассмотрим уравнение прямоугольного треугольника. Для того, чтобы найти угол треугольника, необходимо знать, что такое косинус, синус и тангенс. Для вычисления длин сторон треугольника вам понадобится также теорема Пифагора ( c² = √(a² + b²) ). Следует также знать, в каких единицах измеряется каждый вид мощности. Полная мощность измеряется в вольт-амперах, активная мощность — в ваттах, а реактивная — в единицах, называемых вольт-ампер реактивный (ВАр). Существует несколько уравнений для вычисления этих величин, и все они приведены в данной статье.
Шаги
Загрузить PDF
-
Вычислите импеданс. Представьте, что вместо полной мощности стоит импеданс, как на рисунке выше. Чтобы найти импеданс, надо воспользоваться теоремой Пифагора: c² = √ (a² + b²). [2] X Источник информации
-
Таким образом, полный импеданс (обозначаемый как Z) равен квадратному корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. [3] X Источник информации
- Z = √(60² + 60²). Подставив эти значения в калькулятор, получим ответ 84,85 Ом ( Z = 84,85 Ом ).
-
Найдите угол сдвига фаз. Итак, теперь вы знаете величину гипотенузы, являющейся импедансом. У вас также есть значения прилежащего катета (активная мощность) и противолежащего катета (реактивная мощность). Чтобы найти угол, вам достаточно воспользоваться любой из тригонометрических функций, упомянутых выше. Используем, например, тангенс, который равен отношению противолежащего катета к прилежащему (реактивная мощность/активная мощность). [4] X Источник информации
- У вас получится следующее отношение: 60/60 = 1.
-
Возьмите арктангенс полученной выше величины, и вы найдете угол сдвига фаз. Данная функция есть в вашем калькуляторе. Взяв арктангенс от значения тангенса, полученного выше, получим угол фазового сдвига: arctg (1) = угол фазового сдвига. Получаем ответ 45°.
-
Вычислите полную силу тока (амперы). Сила тока измеряется в амперах, обозначаемых как A. Для ее нахождения необходимо разделить напряжение на импеданс: 120 В/84,85 Ом. В результате вы получите примерно 1,414 A ( 120 В/84,84 Ом = 1,414 A ). [5] X Источник информации
-
Теперь вы можете найти полную мощность, обозначаемую как S. Для этого нет необходимости использовать теорему Пифагора, поскольку вам уже известна гипотенуза (импеданс). Помня, что полная мощность измеряется в вольт-амперах, мы можем найти ее, разделив квадрат напряжения на полный импеданс: [6] X Источник информации 120 В²/84,85 Ом. В результате получится 169,71 ВА ( 120²/84,85 = 169,71 ).
-
Теперь можно найти активную мощность, обозначаемую как P. [7] X Источник информации Для этого необходимо знать величину силы тока, которую мы рассчитали выше в шаге 4. Активная мощность, измеряемая в ваттах, находится путем умножения квадрата тока (1,414²) на сопротивление (60 Ом) цепи. В результате получится: 1,414² x 60 = 119,96 Вт.
-
И наконец, найдите коэффициент мощности! Для этого вам потребуются следующие величины: активная мощность (ватты) и полная мощность (вольт-амперы). [8] X Источник информации Вы нашли их в предыдущих шагах: активная мощность составила 119,96 Вт, полная — 169,71 ВА. Коэффициент мощности, обозначаемый также как Pf, находится путем деления ватт на вольт-амперы. У вас получится: 119,96 Вт/169,71 ВА = 0,71.
- Коэффициент мощности можно выразить также в процентах: умножив полученное значение 0,71 на 100%, получим коэффициент 71%. [9] X Источник информации
Реклама
Предупреждения
- При вычислении импеданса на калькуляторе используется не тангенс, а обратная ему функция (арктангенс). Помните об этом, иначе получите неправильный угол сдвига фаз.
- Выше был приведен простейший пример вычисления угла сдвига фаз и коэффициента мощности. Существуют намного более сложные электрические цепи, содержащие емкостную мощность, большие активные и реактивные сопротивления.
Реклама
Что вам понадобится
- Научный калькулятор
- Карандаш
- Ластик
- Листок бумаги
Источники
- ↑ https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-11/practical-power-factor-correction/
- ↑ https://www.electronics-tutorials.ws/accircuits/power-factor-correction.html
- ↑ https://www.electronics-tutorials.ws/accircuits/power-factor-correction.html
- ↑ https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-11/calculating-power-factor/
- ↑ https://iastate.pressbooks.pub/electriccircuits/chapter/power-factor-correction/
- ↑ https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-11/true-reactive-and-apparent-power/
- ↑ https://iastate.pressbooks.pub/electriccircuits/chapter/power-factor-correction/
- ↑ https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-11/calculating-power-factor/
- ↑ https://www.electronics-tutorials.ws/accircuits/power-triangle.html
Реклама
