Б 22 1) мощность трехфазной цепи и ее измерение.

Т. к трехфазная цепь является совокупностью 3-х однофазных цепей , то активная и реактивная мощность 3-х фазной цепи определяется как сумма мощностей отдельных фаз. Активная мощность :P=P_А+P_В+P_С (звезда), P=P_ав+P_вс+P_са (треугольник).

P_ф=U_ф I_ф cos φ_ф=R_ф I_ф².

Реактивная мощность: Q=Q_А+Q_В+Q_С (звезда), Q=Q_ав+Q_вс+Q_са (треугольник).

Q_ф=U_ф I_ф sin φ_ф=R_ф I_ф².

S= полная мощность.

S не = S_а+S_в+S_с складывать м/о только при симметричной нагрузке S = S_а+S_в+S_с= U_а I_а+U_в I_в+U_с I_с= P_А+P_В+P_С+ j(Q_А+Q_В+Q_С) = P+jQ.

Мощность при симметричной нагрузке , т.к при симметричной нагрузке активные мощности фаз равны между собой также как и реактивные, то активные и реактивные мощности равны утроенным мощностям отдельных фаз.

P=3P_ф=3 U_ф I_ф cos φ_ф=3 R_ф I_ф²

Q= 3 Q_ф=3U_ф I_ф sin φ_ф=3R_ф I_ф².

S= 3S_ф. Для симметричной нагрузки мощности P,Q и S могут быть выражены ч/з линейные напряжения и токи.

- присоединение симметричной нагрузки звездой U_л= U_ф , I_Л=I_Ф,

P=3P_ф=3 U_ф I_ф cos φ_ф= U_Л I_Л cos φ_ф.

- Присоединение симметричной нагрузки треугольником U_Л=U_Ф, I_Л= I_Ф,

P=3P_ф=3 U_ф I_ф cos φ_ф= U_Л I_Л cos φ_ф.

Вывод при симметричной нагрузке формулы для определения мощностей через линейные величины одинаковы независимо от способов присоединения нагрузки P== U I cos φ. Здесь под U и I подразумеваются линейные напряжения и ток , а под углом , фазное φ_ф= arctg x_ф/R_ф. Аналогично Q= = U I sin φ, S= UI.

2) Полупроводниковые диоды. Однофазный полупериодный, двухполупериодный с нулевым проводом и мостовой выпрямители.

Полупроводниковые диоды-это приборы, имеющие один р-n переход и два вывода.

Выпрямит-ый диод обоз-ся след-м образом. По конструкции р-n перехода различают плоскостные и точечные диоды. Диод это не линейный элемент. I_обр диода объясняется наличием небольшого кол-ва неосновных носителей заряда, т.е. электронов р-области и дырок в n-области. При некоторых напряжениях U_пробои (U_обр) возникает пробой, т.е. скорость не основных носителей увелич-ся на столько, что происходит ударная ионизация и диод может выйти из строя, в результате резкого увелич-я тока. Основные параметры диода: 1.I прямое- это длительно допустимый прямой ток. 2.U_обр max –это максимальное обратное напряжение, которое диод может выдержать без пробоя. U_{обр. max}<U_пробоя Кроме выпрямительных диодов сущ-ют стабилитроны, свето и фото диоды, туннельные диоды.Однофазный полупериодный выпрямитель.

Транс-р понижает переменное напряжение сети U₁ до переменного значения U₂ ,необходимого для нормальной работы диода. Когда U₂ положительно, диод открыт р-n переход включен в прямом направлении. При сопротивлении диодаRg стремлящ-ся к 0, U_нагр U₂ , т.е. U нагрузки, а ток нагрузки i=U_н/R_н U₂/R_нагр. Когда U₂ будет перем-ое отрицат-о (полярность указывается в скобках) диод закрыт. U_нагр=0; i_н=0. направление тока в нагрузке всегда постоянно, но ток пульсирующий. Отрицательный полупериод для выпрямления не используется, и напряжение U₂ так же.

Временная диаграмма.

Однофазный мостовой вып-ль это выпрямитель в котором диоды включены по мостовой схеме.

В первый полупериод, когда переменная U₂ положительна, ток направлен от источника по цепи. точка а – VД₂ – R_н – VД₃ – в точку в. когда переменная U₂ отрицательна (полярность указана в скобках) точка в – VД₄ – R_н – VД₁ – точка а .

Б.23 1) Трансформаторы. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора.

Трансформаторы-это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования посредством электромаг-ой индукции одной или нескольких систем переменного тока, без изменения частоты. Трансформатор- статический электромаг-ый аппарат, предназначенный для преобразования электроэнергии переменного тока с одними значениями напряжения и тока в энергию переменного тока с другими значениями напряжения и тока при той же частоте. Трансформаторы делятся на:

1силовые транс-ры ,используемые в системах энергоснабжения

2 измерительные транс-ры применяются при измерении больших токов и напряжений.

3 социал-ый специальный трансфор-р.при электросварке применяют сварочные транс-ры. По числу фаз транс-ры делятся на одно и трехфазные.

Простейший транс-р состоит из 2-х осн-ых частей: 1. замкнутого магнита провода (сердечника), изготовленного из тонких изолированных листов электротехнич-ой стали, для уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи. Сердечник служит для предания магнитному полю определенной конфигурации в пространстве и усиление его магнитного поля. 2. двух или более обмоток, выполненных из изолированного медного или аллюм-го провода. Обмотка, которая подключается к источнику наз-ся первичной, а обмотка к которой подключается нагрузка наз-ся вторичной. Если первичную обмотку подключить к источнику синусоид-го напряжения U₁ , то по обмотке потечет переменный ток i₁,под действием которого в сердечнике транс-ра создается основной магнитный поток Ф , изменяюш-ся во времени по синусоид-му закону Ф=Ф_msinωt. По з-у электромаг-ой индукции этот поток наводит в обмотках ЭДС е₁=-W₁dФ/dt ; е₂=-W₂dФ/dt

Действующее значение ЭДС определяется по формуле Е₁=4,44W₁ fФ_m Е₂=4,44W₂ fФ_m ур-ие трансфор-ых ЭДС, Ф-амплитуда магнитного потока. Отношение е₁ к е₂ наз-ся коэфициентом трансформации. n=E₁/E₂=W₁/W_{2 ;} W₁,W₂-число витков соответ-х первичной и вторичной обмотках. Если n>1, то транс-р понижающий, если n<1, то повышающий.

2) трехфазный выпрямитель.3-хфазный мостовой выпрямитель.

Схема Ларионова.

Обмотки 3-хфазного транс-ра можно соединить как звездой так и треугольником, в этом преимущество схемы Ларионова. Диоды работают попарно один из катодной группы и один из анодной. В каждый момент времени работает тот диод из катодной группы, анод которого имеет наибольший положит-ый потенциал и тот диод из анодной группы , катод которого имеет наибольший по абсолютной величине отрицательный потенциал.

Ток i_н имеет 6 пульсаций за период и всегда течет в одну сторону. Среднее выпрямительное напряжение на нагрузке. U_{нагр ф} =3 U_{ф max}/π

Путь протекания тока в различные моменты времени.

1. а –VД₁ – R_н – VД₄ – в

2. а –VД₁ – R_н – VД₆ – с

3. в –VД₃ – R_н – VД₆ – с

4. в –VД₃ – R_н – VД₂– а

5. с –VД₅ – R_н – VД₂– а

6. с –VД₅ – R_н – VД₄– в

Достоинство схемы Ларионова:

- высокое значение среднего выпрям-го напряжения

- наибольшие пульсации напряжения и тока нагрузки, что позволяет отказаться от сглаживающих фильтров, т.е. уменьшить габариты и массу выпрямителя.