Принцип и методе индиректног одређивања фактора снаге у колу наизменичне струје

Фактор снаге или косинус пхи, у односу на корисника синусоидне наизменичне струје, је однос потрошње активне снаге П према укупној снази С која се овом кориснику напаја из мреже.

Укупна снага С, у општем случају, може се дефинисати као производ ефективне (средње квадратне) вредности струје И и напона У у разматраном колу, и активне снаге П — коју корисник неповратно троши за операција рада.

Реактивна снага К, иако је део укупне снаге, међутим, не троши се за обављање посла, већ само учествује у стварању наизменичних електричних и магнетних поља у неким елементима корисничког кола.

осим директно мерење фактора снаге коришћење електродинамичких уређаја — фазомери, постоје сасвим логичне индиректне методе које вам омогућавају да математички тачно разумете вредност ове веома важне електричне величине која карактерише корисника у струјном колу синусоидалне наизменичне струје.

Погледајмо податке индиректне методе у детаље, Хајде да разумемо принцип индиректног мерења фактора снаге.

Метода волтметра, амперметра и ватметра

Електродинамички ватметар са додатним активним отпором у колу његовог покретног намотаја указује на вредност изузетно активне снаге потрошене у колу наизменичне струје П.

Ако сада, користећи волтметар и амперметар, измеримо просечне вредности струје И и напона У који делује у кругу испитиваног оптерећења, онда ћемо множењем ова два параметра добити само укупну снагу С .

Тада се фактор снаге (косинус пхи) датог оптерећења може лако пронаћи помоћу формуле:

Овде, ако желите, можете пронаћи и вредност реактивне снаге К, укупног отпора кола з Охмов закон, као и активни и реактивни отпор, једноставно конструисањем или представљањем троугла отпора, а затим коришћењем Питагорине теореме:

Метода бројача и амперметра

Да бисте користили овај метод, потребно је саставити коло у којем је најједноставнији спојен у серију са оптерећењем З и амперметром бројило електричне енергије Вх.

За одређени временски период т, реда величине минута, биће потребно израчунати број обртаја диска Н, који ће показати количину активне енергије утрошене током датог времена (тј. узимајући у обзир фактор снаге).

Овде: број обртаја диска Н, коефицијент к је количина енергије по обртају, И и У су ефективна струја и напон респективно, т је време за бројање обртаја, косинус пхи је фактор снаге:

Тада се, уместо проучаваног корисника З, активно оптерећење Р укључује у коло преко истог бројача, али не директно, већ преко реостата Р1 (остварујући исту струју И као у првом случају, код корисника З). Број обртаја диска Н1 се одржава за исто време т. Али овде, пошто је оптерећење активно, косинус пхи (фактор снаге) је сигурно једнак 1. Отуда:

Затим се за исти временски период у првом и другом случају бележи однос обртаја бројача диска.То ће бити косинус пхи, односно фактор снаге првог оптерећења (у односу на чисто активно оптерећење са истим Тренутни):

Метода три амперметра

Да бисте одредили фактор снаге у струјном колу синусоидне помоћу три амперметра, прво морате саставити следеће коло:

Овде је З оптерећење чији фактор снаге треба одредити, а Р је чисто активно оптерећење.

Пошто је оптерећење Р чисто активно, струја И1 је у било ком тренутку у фази са наизменичним напоном У примењеном на ово оптерећење. У овом случају, струја И је једнака геометријском збиру струја И1 и И2. Сада ћемо на основу ове позиције изградити векторски дијаграм струја:

На векторском дијаграму струја, оштар угао између струје И1 и струје И2 је угао пхи, чији се косинус (у ствари, вредност фактора снаге) може наћи из посебне табеле вредности тригонометријских функција или израчунати по формули:

Одавде можемо изразити косинус пхи, односно жељени фактор снаге:

Знак пронађеног фактора снаге («+» или «-«) ће указати на природу оптерећења. Ако је фактор снаге (косинус пхи) негативан, оптерећење је капацитивно по природи. Ако је фактор снаге позитивна вредност, онда је природа оптерећења индуктивна.