Потужність у трифазних ланцюгах змінного струму. Змінний струм

Активна потужність трифазної системи Рє сумою фазних активних потужностей, а кожної з них справедливо основне вираз активної потужності ланцюгів змінного струму. Отже, фазна активна потужність Р ф =ЗU ф I ф зіs та при симетричному навантаженні активна потужністьтрифазного пристрою

P = 3 P Ф = 3 U Ф I Ф cos (3.7)

Але в трифазних установках у більшості випадків доводиться виражати активну потужність пристрою не через фазні, а через лінійні величини. Це легко зробити на підставі співвідношень фазних та лінійних величин, замінивши у вираженні активної потужності фазні величини лінійними. При з'єднанні зіркою U Ф = U Л / 3 ; I Ф = I Л, а при з'єднанні трикутником U Ф = U Л ; I Ф =I Л / З.Після підстановки цих виразів у формулу (3.7) отримаємо один і той же вираз для активної потужності трифазної симетричної установки:

P = 3 U Ф I Ф cos = 3 U Л I Л cos

Хоча це вираз відноситься тільки до активної потужності симетричної системи, проте їм можна керуватися в більшості випадків, так як у промислових пристроях основне навантаження рідко буває несиметричним.

Реактивна потужність у симетричній системі, так само як і повна потужність, виражається через лінійні величини подібно до активної потужності:

Q = 3 Q Ф = 3 U Ф I Ф sin = 3 U Л I Л sin

S = 3 U Ф I Ф = 3 U Л I Л

Найпростіші умови вимірювання активної потужності трифазної системи є у тому випадку, якщо фази приймачів з'єднані зіркою з доступною нейтральною точкою. У цьому випадку для вимірювання потужності однієї фази ланцюг струму ватметра з'єднують послідовно з однією з фаз приймача (рис. 3.12а), а ланцюг напруги включають під напругу тієї фази приймача, в яку включено ланцюг струму ватметра, тобто затискачі ланцюга напруги ватметра приєднуються один до лінійного дроту, а другий - до нейтральної точки приймача. У подібних умовах виміряна потужність

P З = P Ф = U Ф I Ф cos

а потужність симетричного приймача

P =3 P З =3 U Ф I Ф cos

Часто нейтральна точка недоступна або фази приймача з'єднані трикутником. Тоді застосовується вимірювання за допомогою штучної нейтральної точки (рис. 12 б).

Рис. 3.12 Схема вимірювання активної потужності у симетричній трифазній системі:

а - при доступній нейтральній точці,

б - зі штучною нейтральною точкою

Така точка (точніше вузол) складається з ланцюга напруги ватметра з опором r вт . нта двох додаткових резисторів Зтакими самими опорами. При такому з'єднанні ланцюг напруги ватметра знаходиться під фазною напругою, а через ланцюг струму приладу проходить фазний струм. Отже, і за такого виміру

P = 3 P З

Для вимірювання активної потужності у чотирипровідній установці (тобто установці з нейтральним проводом) при несиметричному навантаженні застосовують спосіб трьох ватметрів (рис. 3.13). У такій установці кожен з ватметрів вимірює активну потужність однієї фази, а активна потужність установки визначається як сума потужностей, виміряних трьома ватметрами:

Рис. 3.13 Схема вимірювання активної потужності у трифазній чотирипровідній системі (спосіб трьох ватметрів)

У трипровідних мережах при несиметричному навантаженні потужність вимірюють способом двох ватметрів.

Якщо включити два ватметри в трипровідну систему постійного струму(Рис. 3.14), то вони вимірюватимуть потужність всієї установки. При цьому не має значення, якими є напруги окремих ланцюгів, об'єднаних у трипровідну систем. Якщо замість постійних струму та напруги розглядати миттєві значення напруги та струмів трифазної системи, то в таких умовах ватметри будуть показувати середні значення миттєвих потужностей, тобто активні потужності. Але слід мати на увазі, що хоча Р =P 1 + Р 2 , потужність системи дорівнює сумі показань двох ватметрів, але ця алгебраїчна сума, тобто показання одного з ватметрів може бути негативним - стрілка одного з ватметрів може відхилятися у зворотний бік, за нуль шкали. Щоб відрахувати в таких умовах показання ватметра потрібно переключити затискачі ланцюга напруги. Показ приладу після такого перемикання слід вважати негативними.

Рис. 3.14 Схема вимірювання активної потужності у трифазній трипровідній системі (спосіб двох ватметрів)

приклад. Трифазний симетричний споживач електроенергії з опором фаз Zа =Zь =Zc = Zф =R= 10Омз'єднаний «зіркою» і включений до трифазної мережі з симетричною лінійною напругою Uл= 220У(Рис.3.15). Визначити струми у фазних та лінійних проводах, а також споживану активну потужність у режимах:

а) при симетричному навантаженні;

б) при відключенні лінійного дроту;

в) при короткому замиканні тієї самої фази навантаження.

Побудувати для всіх трьох режимів топографічні діаграми напруги і показати на них вектор струмів.


а) Рішення. Фазна напруга при симетричному навантаженні: Ua = Ub = Uc = Uф=Uл/3 = 2203 = 127У. Фазні струми при цьому навантаженні: I Ф =Uф/Rф= 127/10 = 12,7А. Лінійні струми при симетричному навантаженні: I А = I C = I Л = I ф = 12,7А, Оскільки симетричний трифазний споживач електроенергії з'єднаний «зіркою».

Активна потужність трифазного симетричного споживача: Р=3Рф=3 UфIфcos = 312712,71 = 4850Вт= 4,85кВтабо Р=3UлIлcos ф =322012,71 = 4850Вт= 4,85кВт, де cos ф= 1 при Z Ф =R Ф .

Векторна діаграма напруги та струмів наведена на рис.3.16.

б)РішенняТок у лінійних проводах аАі сСпри обриві лінійного дроту ЬВ(Вимикач Sрозімкнуті); оскільки опір фази Zb=(I У =0 ), а Za=Rі Zc=Rвключені послідовно на лінійну напругу U CA =U Л = 220B;I A =I C =I=U CA /(R+R) = 220/(10 + 10) = 11А.

Напруга на фазах споживача при обриві лінійного дроту ЬВ(нейтральна точка пу цьому випадку відповідає середині вектора лінійної напруги U CA):Ua=Uc=U CA /2 = 220/2 = 110 B.

Напруга між проводом фази Ута нейтральною точкою пвизначають із векторної діаграми (рис. 3.17): Uc=Uл cos/6 = 2200.866 = 190,5 B.

Активна потужність споживача при обриві лінійного дроту ЬВ:Р=Р А +Р З = 2I 2 R Ф = 211 2 10 = 2420Вт= 2,42кВт.

в) Для умови завдання визначити фазна напруга U Фі струми I Ф, активну потужність Ркспоживача при короткому замиканні фази Zbпобудувати векторну діаграму для цього випадку рис. 3.18.


Рішення. В даному випадку Zb=0 і Ub=0 , нейтральна точка ппереміститься в крапку У, при цьому фазна напруга Uc =U BC ,U а =U АВ, тобто. фазні напруги дорівнюють лінійним напругам ( Uф=U Л). При цьому фазні струми: I A =I C =Uл/R= 220/10 = 22А. Струм I Упри короткому замиканнівідповідно до першого закону Кірхгофа для нейтральної точки п:I A +I B +I C = 0 або - I B =I A +I C .

Із прямокутного трикутника на векторній діаграмі рис. 3.19 маємо: (- I B /2) 2 + (I A /2) 2 =I 2 А звідки I B =3I A =322≅38А. При цьому I А =U Л /Za=Iз=U Л /Zc=Uл/R= 220/10 = 22А.

Активна потужність ланцюга при короткому замиканні: Рк=Р А +P C = 2I 2 фR= 222210 = 9680Вт= 9,68кВт. Векторна діаграма напруги та струмів наведена на рис. 3.19


Активна потужність трифазного симетричного приймача електричної енергіїскладається з трьох складових

де Р АФ - активна потужність приймача електричної енергії у фазі А.

При симетрії фаз синхронного генератората навантаження

де Р Ф - активна потужність однієї фази приймача.

З виразів (10.5) та (10.6) випливає:

Для схеми зірка:

(10.8)

Використовуючи вирази (10.7) та (10.8) для схеми «зірка» отримаємо:

Для схеми "трикутник":

(10.10)

Зазвичай у трифазних ланцюгахоперують з лінійними значеннями струмів і напруг, тому індекс л зазвичай прибирають. Вирази для активної, реактивної та повної потужностеймають вигляд:

(10.11)

Кінець роботи -

Ця тема належить розділу:

ІСТОРІЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКИ

Державне освітня установа... Вищого професійної освіти... Омський державний технічний університет...

Якщо Вам потрібний додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:

Що робитимемо з отриманим матеріалом:

Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:

Всі теми цього розділу:

Лекція 3. Електричний струм. Електричне поле
Електричний струм – це впорядкований рух електричних зарядів. Для виникнення електричного струмунеобхідно (рис. 3.1): 1) наявність вільних зарядів;


ЕРС джерелаелектричної енергії чисельно дорівнює роботі сторонніх сил з переміщенню одиничного позитивного заряду з негативного позитивного джерела полюса, т.п.

Постійні та миттєві значення струму, напруги та ЕРС
Так як струм, напруга, ЕРС можуть бути постійними та змінними, то для відображення цього факту використовують різні позначення. Миттєві значення струму, напруги, ЕРС прийнято

Лекція 5. Ідеалізовані елементи електричного кола
Таблиця 5.1 Ідеалізовані елементи електричного кола № Назва ідеалізованого елемента Графічне зображення Буквен

Характеристики змінного струму
Для однозначного опису процесів в електричному ланцюзі необхідно знати як значення величин, а й напрям цих величин. За напрям струму прийнято рух по

Другий закон Кірхгофа
Алгебраїчна сума падінь напруг в будь-якому замкнутому контурі чисельно дорівнює сумі алгебри ЕРС, що діють у цьому контурі:

Метод векторних діаграм
Цей метод використовується для кращого розуміння та наочності уявлення процесу, що змінюється за гармонійним законом. Суть методу: змінні величини

Лекція 7. Чинне значення змінного струму. Зв'язок між струмом та напругою в елементах електричного ланцюга струму
Чинне значення змінного струмудорівнює такому значенню постійного струму, яке за час, що дорівнює періоду змінного струму, виділяє в тому ж опорі таку ж кількість

Активний опір
Нехай є ланцюг змінного струму (рис. 7.3).

Індуктивність
Рис. 7.5. Електричний ланцюг з індуктом

Місткість
Рис. 7.7. Електричний ланцюг з ємністю

Лекція 9. Потужність ланцюга змінного струму
З визначення різниці потенціалів випливає, що робота електричного поляпереміщення позитивного заряду з точки А з потенціалом

Лекція 10. Трифазні електричні ланцюги
Електричний ланцюг, в якому діє одна ЕРС, називається однофазним. Багатофазні електричні ланцюги- це ланцюги, в яких є кілька ЕРС однакової частоти, зрушені відносник

Принцип дії синхронного генератора
При обертанні ротора його магнітне поле перетинає витки статора і за законом електромагнітної індукції наводить в них ЕРС, зміщені відносно один одного по фазі на 120° (рис. 10.1). &nb

Зв'язок лінійної напруги з фазним
Припустимо, що симетрична трифазна система, тобто.

Зв'язок лінійного та фазного струму
Розглянемо частину наведеної схеми (рис.10.4), що належить до фазі А. З малюнка слід, що IАФ=IА. Аналогічно ІВФ = ІВ, ІСФ = ІС

Принцип дії трансформатора
При підключенні первинної обмотки на напругу u1в обмотці виникає змінний струм i1, який створює в осерді змінний магнітний потік Ф1. Цей магнітний

Коефіцієнт трансформації трансформатора
З теорії трансформаторів випливає, що U1 E1. Поділимо вирази (11.2) на (11.3):

Саморегулювання магнітного потоку трансформатором
При експлуатації трансформатора в системах електропостачання виконуються такі умови: ƒ = const, U1 = const. Відхилення напруги

Трифазні силові трансформатори
Поділяються: · на групові; · Тристрижневі. Групові трансформатори – це трансформатори з окремим кожної фази сердечником (рис.11.3).

Енергетична діаграма трансформатора
Розглянемо однофазний двообмотувальний трансформатор.

Залежність коефіцієнта корисної дії від навантаження
Для опису цієї залежності вводиться поняття - коефіцієнта завантаження трансформатора, що визначається за формулою

Лекція 13. Електричні машини
Електричні машини– це електротехнічні пристрої, призначені для перетворення електричної енергії на механічну (двигун), або механічної на електричну (генератор).

Лекція 14. Влаштування машин змінного струму
Із законів Ампера і Фарадея випливає, що в основу принципу дії будь-якої електричної машини спрощено можуть бути ці закони. З них випливає, що в будь-якій електричній машині має бути

Електричні машини змінного струму
До електричних машин змінного струму належать синхронні та асинхронні машини. Синхронні машини – це електричні машини, в яких обертове магнітне поле статора та ротор

Конструктивне виконання електричних машин змінного струму
Статор електричних машин змінного струму несе на собі двох-або трифазну обмотку, яка підключається відповідно до двох-або трифазної мережізмінного струму. Призначення

Конструкція роторів електричних машин змінного струму
Відрізняються електричні машини змінного струму переважно конструкцією виконання ротора. Ротори синхронних машин виконуються з електротехнічної сталі та поділяються

Ротори асинхронних машин
Короткозамкнений роторнабирається із пластин електротехнічної сталі, ізольованих один від одного. У пазах знаходиться обмотка. Якщо виконати перетин перпендикулярно до осі ротора, то виходить слід

Лекція 15. Принцип дії асинхронного двигуна
При підключенні обмотки статора до мережі змінного струму в статорі практично миттєво виникає магнітне поле, що обертається.

Однофазний асинхронний двигун
Розглянемо електричну схемуоднофазного асинхронного двигуна з однією обмоткою на статорі. Однофазний асинхронний двигун- це асинхронний двигун, підключений до однофазної мережізмінно

Лекція 16. Електричні машини постійного струму
Машина постійного струму – це електротехнічний пристрій, що є об'єднаними в єдину конструкцію. синхронну машину(СМ) та комутатор (К). Комутатор - елемент електричес

Принцип дії генератора постійного струму
При обертанні якоря зі швидкістю від будь-якого зовнішнього пристрою в провідниках за законом електромагнітної індукції наводиться ЕРС, а так як обмотка замкнута на навантаження, то по ній тече то

Лекція 17. Машини постійного струму
Вентильний генератор постійного струму Принцип дії. При обертанні індуктора у провідниках обмотки якоря за законом

Лекція 18. ЕРС обмотки якоря
Число полюсів індуктора дорівнює чотирьом. Вводиться р – кількість пар полюсів. І тому статора р = 2, а 2р = 4;

Регулювання швидкості двигуна постійного струму
1. Рівняння балансу напруг у ланцюгу якоря (див. (17.10) має вигляд Ея = Uс – Iя(Rд + Rп + Rя), (18.1) При роботі

Якірний спосіб
Нехай UС змінюється наступним чином: (зменшуємо напругу), оскільки при

Полюсне регулювання
Нехай Ф змінюється відповідно до нерівності ФНОМ > Ф1 > Ф2. з рівняння випливає, що при зменшенні Ф, коефіцієнти А і збільшуються, а IП = const. Т

Реостатне регулювання
Нехай RД змінюється так: RД НАЧ

Лекція 20. Вимірювальні трансформатори струму та напруги
Вимірювальні трансформатори струму та напруги використовуються для перетворення та передачі електричних сигналів з первинного (силового) ланцюга у вторинний (слаботочний) ланцюг. В результаті ланцюга першого

Трансформатор струму
Трансформатор струму (рис. 19.1) складається із сердечника, виконаного з високоякісної листової електротехнічної сталі, первинної обмотки з числом витків W1, вдруге

Особливості експлуатації трансформаторів струму
Відомо, що у силових трансформаторів є властивість саморегулювання магнітного потоку сердечника Фс (рис. 19.2), інакше можна записати Фс = Ф1 – Ф

Вимірювальні трансформатори напруги
Трансформатори напруги застосовуються для живлення обмотки вольтметра та реле у пристроях змінного струму при напрузі U ≥ 380В. Трансформатор напруги складається з серця.

Лекція 21. Системи електропостачання. Визначення, термінологія.
Електроустановками – називаються електричні машини, лінії та допоміжне обладнання (разом із спорудами та приміщеннями, в яких вони встановлені), призначені для прої.

Принцип побудови систем електропостачання
Побудова систем електропостачання здійснюється за низкою основних засад. Ці принципи можна згрупувати, або сформулювати так: 1. Максимальне наближення джерела

Лекція 23. Основні терміни та поняття в галузі енергозбереження
Енергозбереження – це: 1) підйом виробництва; 2) збільшення доходів населення; 3) охорона довкілля. В рос

Лекція 24. Основні заходи та принципи енергозбереження
1. Енергетична паспортизація всіх підприємств незалежно від форм власності. Наявність енергетичного паспорта дозволяє скоротити витрати на оплату енергоресурсів практично

При енергозбереженні
Вартість енергоресурсів складається на підприємстві із плати за електричну, теплову енергію та палива прямого використання. У ряді випадків сюди відносять стиснене повітря, пару тощо.

Лекція 25. Рівняння Максвелла. Вихрове електричне поле.
З закону Фарадея: , (23.1) випливає, що зміна

Струм зміщення
3. Будь-яка зміна електричного поля викликає появу в навколишньому просторі вихрового магнітного поля. 4. Оскільки джерелом магнітного поля є електричний струм, то змін

Особливості струму усунення
Розглянемо електричний ланцюг змінного струму: Рис. 23.1 - Елект

Лекція 26. Закон зміни напруги на обкладинках конденсатора
; (24.1)

Напруженість електричного поля всередині конденсатора
, (24.5) де

Лекція 28. Компенсація реактивної потужності
Питання компенсації реактивної потужності одна із основних питань, вирішуваних як у стадії проектування, і на стадії експлуатації систем промислового електропостачання, і включає

Цілі та завдання дисципліни
Дана дисципліна покликана підтвердити правильність вибору студентами своєї майбутньої професії, пробудити інтерес до вивчення інших дисциплін, пов'язаних з електрикою, електротехнікою, електроенергією.

Рекомендується для зручності роботи надрукувати цей матеріал
Для підготовки до складання іспиту та заліку необхідно: 1. Вміти відповісти на контрольні питання (див. файл «Контрольні питання»). Для підготовки відповідей на контрольні питання

Рекомендації для складання заліку та іспиту
Для стимулювання систематичної роботи студентів протягом семестру навчання на 1 курсі проводиться за модульно-рейтинговою системою. Основні моменти такої методики викладені в д

СЕМЕСТР
1 тиждень кордонного контролю 12-17 жовтня: Практична робота (додаткова) (2,4 бали) а) посів

СЕМЕСТР
1 тиждень кордонного контролю 15-20 березня: Практична робота (додаткова) (2,4 бали)

ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ КВИТОК № 10
1. Саморегулювання магнітного потоку трансформатора. 2. Визначення напруженості електричного поля. Потенціал елект

ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ КВИТОК № 25
1. Зв'язок між струмом та напругою на індуктивності. (Л.7 рис.7.5-7.6 фор.7.19-7.27 стор.24-25, знати другий закон Кірхгофа Л.6 фор.6.2 рис.6.3 стор.17-18, закон Фарадея Л.13 фор. 12.7- 12.9) 2.

Технічні засоби навчання та контролю.
5.1.1 Використання навчальних плакатів. Плакати: 1. Електричний опір. 2. Послідовне з'єднання резистора та конденсатора. 3. Послідовне з'єднання рез

Електричний струм, величина та напрямок якого змінюються через рівні проміжки часу, називають змінним. Такий струм умовно позначають знаком ~.

Змінний струм на відміну від постійного, який весь час має один напрямок і не змінює своєї величини, змінюється за синусоїдальним законом

Такий струм одержують від генераторів змінного струму. Схема найпростішого генератора змінного струму показана на малюнку нижче:

Між полюсами Nі S електромагніта обертається сталевий циліндр А,на якому укріплена рамка, виготовлена ​​із мідного ізольованого дроту. Кінці рамки приєднані до мідних кільців ізольованих від валу. До каблучок притиснуті нерухомі щітки Щ,які з'єднані проводами із приймачем енергії R. Обертаючи, рамка перетинає силові лінії магнітного поля, і в кожній з її сторін індуктуються електрорушійні сили, які, підсумовуючи, утворюють загальну електрорушійну силу. При кожному обороті рамки напрямок загальної електрорушійної сили змінюється зворотне, оскільки кожна з робочих сторін рамки за один оборот проходить під різними полюсами електромагніту. Індуктована в рамці електрорушійна сила також змінюється, оскільки змінюється швидкість, з якої сторони рамки перетинають силові лінії магнітного поля. Отже, при рівномірному обертанні рамки в ній індуктуватиметься електрорушійна сила, що періодично змінюється за величиною і напрямом.

Якщо нерухомі щітки Щ,з'єднані проводами із приймачем енергії R, утворюють замкнутий електричний ланцюг, то від джерела енергії до приймача протікатиме змінний однофазний струм.

Час, протягом якого змінний струм здійснює повний цикл змін за величиною та напрямком, називається періодом. Він позначається буквою Тта вимірюється в секундах. Число періодів за секунду називається частотою змінного струму. Вона позначається буквою f і вимірюється у герцах.

Так як частота показує число повних циклів зміни струму за величиною та напрямком за одну секунду, то період визначається як окреме від поділу однієї секунди на частоту:

Т=1/f,

f=1/ T.

У техніці застосовують змінні струми різних частот. У Росії її всі електростанції виробляють електроенергію змінного струму стандартної частоти - 50 гц.Цей струм називають струмом промислової частоти та використовують для постачання електроенергією промислових підприємств та для освітлення.

Отримання трифазного змінного струму. У техніці широке застосування знаходить трифазний змінний струм. Трифазнийструмомназивають систему, що складається з трьох однофазних струмів однакової частоти, зрушених по фазі на одну третину періоду один відносного друга і протікають по трьох дротах. Трифазний струм одержують трифазному генераторі, що створює три електрорушійні сили, зсунуті по фазі на кут 120° (одну третину періоду).

Найпростіший генератор трифазного струму є кільцеподібним сталевим сердечником, на якому розташовані три обмотки: ω 1 , ω 2 та ω 3 , зсунуті одна щодо іншої по колу сердечника на 120 °. Сердечник з обмотками називають статором генератора, а електромагніт, що обертається всередині статора - ротором. По обмотці ротора, що називається обмоткою збудження, проходить постійний струм, який намагнічує ротор, утворюючи північний Nта південний S полюси. При обертанні ротора створене ним магнітне поле перетинає обмотки статора, в яких індукується електрорушійна сила. Розмір електрорушійної сили залежить від швидкості, з якою магнітні силові лінії ротора перетинають магнітне поле статора. Полюси ротора та обмотки статора повинні бути такими, щоб у кожній з обмоток статора виникала синусоїдальна електрорушійна сила, зрушена по фазі на 120°.

Якщо до кожної з трьох обмоток генератора підключити навантаження, то в результаті вийдуть три ланцюги змінного струму однофазного. При рівності опорів споживачів амплітуди струмів у кожному ланцюзі дорівнюють між собою, а фазові співвідношення між струмами будуть такими ж, як і між електрорушійними силами в обмотках генератора. Кожну з обмоток генератора разом із зовнішнім ланцюгом, приєднаним до неї, прийнято називати фазою. Щоб із цих незалежних однофазних систем утворити єдину трифазну систему, необхідно з'єднати окремі обмотки. Обмотки генератора можуть з'єднуватися двома способами: зіркою та трикутником.

При з'єднанні зіркою обмоток генератора та споживачів (рис. 58) використовуються чотири дроти замість шести, необхідних у незв'язаній системі. Скорочення кількості дротів збільшує економічність пристрою лінії передачі енергії. Три дроти, що йдуть від обмоток генератора до приймачів /, //, III, називають лінійними, оскільки вони становлять лінію передачі енергії від генератора до приймачам, а провід, що з'єднує загальні точки фаз генератора і споживача - нульовим. Якщо навантаження всіх трьох фаз однакові за величиною, то сумарний струм у нульовому дроті дорівнюватиме нулю. Однак рівномірне навантаження можна забезпечити тільки при живленні трифазних споживачів, що підключаються та відключаються всіма трьома фазами одночасно. Однофазні споживачі включаються незалежно один від одного, і при живленні їх не може бути досягнуто повної рівномірності навантаження фаз. У цьому випадку нульовий провід повинен підтримувати рівність різних напруг споживача

Напруга між лінійними проводами називають лінійною, а напруга, а кожній фазі - фазною. При з'єднанні зіркою лінійний струм дорівнює фазному, а фазна напруга менша за лінійну в 1,73 рази при однаковому навантаженні фаз.

Однофазові приймачі, наприклад лампи розжарювання, можна підключати безпосередньо до лінійних дротів на лінійну напругу (рис. 59). Подібне з'єднання називається з'єднання трикутником. Це з'єднання застосовується для освітлювального та силового навантажень. Фази трифазного генератора з'єднують наступним чином: кінець першої фази з початком другої, кінець другої з початком третьої і кінець третьої з початком першої, а до точок з'єднання фаз підключають лінійні дроти. Оскільки фази споживача або генератора при такому з'єднанні підключаються безпосередньо до лінійних дротів, фазна напруга їх дорівнює лінійним, тобто. Uф= Uла лінійні струми по абсолютній величині більше фазних в 1,73 рази при однаковому навантаженні фаз. З'єднання трикутником обмоток генераторів трапляється досить рідко. У двигунах трифазного струму кінці обмоток можна з'єднати зіркою чи трикутником.

Потужність змінного струму.Основною величиною при електричних розрахунках є середня або активна потужність. Її підраховують за такою формулою:

Pа= IфUфcosφ вт

де Iф- фазне значення струму, а;

Uф - фазне значення напруги, в;

φ -кут зсуву фаз між струмом та напругою.

При рівномірному навантаженні трифазної системи потужність, що споживається кожною фазою, однакова, тому потужність усіх трьох фаз

Pа=3 IфUфcosφ Вт

Активну потужність трифазного змінного струму при з'єднанні зіркою та трикутником визначають за формулою

Pа=1,73 IлUлcosφ вт

Поняття проcosφ та заходи його збільшення.Крім активного, в електричному ланцюзі існує реактивна потужність. Активна та реактивна потужності становлять повну потужність S. Активна потужність Р авитрачається в ланцюги при виділенні тепла або виконанні корисної роботи, а реактивна Р р- при наростанні струму створення магнітних полів в індуктивної частини ланцюга. При зменшенні струму ланцюг стає генератором і енергія, запасена в ній, передається генератору, що живить цей ланцюг. Таке пересування енергії від генератора в ланцюг і завантажує лінію і обмотку генератора, обумовлюючи зайві втрати енергії в них. Відношення активної потужності до повної називають коефіцієнтом потужності. Він показує, яка частина повної потужності фактично споживається ланцюгом і підраховується за формулою

зosφ=Uicosφ/UI= Р а/S.

Таким чином, коефіцієнт потужності для синусоїдального змінного струму є косинус кута зсуву фаз між струмом і напругою.

Викриття cos φ залежить від типу, потужності і числа оборотів двигунів, що встановлюються знову, збільшення їх завантаження і т. д.

Поняття про теплову дію струму.При проходженні струму по провіднику останній нагрівається. Російський академік Е. X. Ленц та англійський фізик Д. П. Джоуль одночасно і незалежно один від одного встановили, що при проходженні електричного струму по провіднику кількість теплоти, що виділяється провідником, прямо пропорційна квадрату струму, опору провідника і часу, протягом якого струм протікав провідником. Це положення називається законом Джоуля - Ленца і визначається за такою формулою:

Q = 0,24I 2 Rt,

де Q - кількість теплоти, кал;

I- Струм, що протікає по провіднику, а;

R - опір провідника, ом;

t - Час, сік.

Для запобігання електротехнічних пристроїв від надмірних нагрівів в електричний ланцюг включають легкоплавкі запобіжники, а для захисту електричних двигунів при струмових перевантаженнях застосовують максимальне теплове реле.

Електровимірювальні прилади.Електровимірювальні прилади застосовують для вимірювання різних електричних величин: струму, напруги, опору і т. д. За родом вимірюваної величини прилади діляться на амперметри, що вимірюють струм, вольтметри, що вимірюють напругу, омметри, що вимірюють опір, і т. д. рухомий та нерухомий частин. До рухомої частини приладу прикріплено вказівну стрілку, за якою ведеться відлік вимірюваної величини на нерухомій шкалі. Сутність роботи електровимірювального приладу полягає в тому, що струм, що проходить через його котушки, викликає поворот рухомої частини приладу, в результаті чого стрілка відхиляється на певний кут. Амперметри, що вимірюють струм електричного ланцюга, включають послідовно, а вольтметри - паралельно. За родом струму прилади діляться на прилади, що вимірюють тільки змінний або постійний струм, і прилади, що вимірюють змінний і постійний струм.

Електровимірювальні прилади поділяються на сім класів точності: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 і 4. Цифра класу точності вказує величину основної похибки приладу, що допускається, від його найбільшого показання. Так, якщо вольтметр розрахований на 150 ва його клас точності 2,5, то при вимірюванні напруги цим приладом можлива похибка складе 2,5%.