활성 부하. 발전소 소비자 부하, 과부하, 전력 - House of Energy en

활성 부하. 소비되는 모든 에너지가 열로 변환되는 가장 단순한 부하. 예를 들어 백열등, 히터, 전기 스토브, 다리미 등이 있습니다. 여기에서는 모든 것이 간단합니다. 총 전력 소비가 2kW인 경우 정확히 2kW로 전력을 공급하기에 충분합니다.

무효 하중. 다른. 그들은 차례로 유도 성 및 용량 성으로 나뉩니다. 가장 간단한 예는 첫 번째 코일, 두 번째 커패시터입니다. 반응성 소비자에서 에너지는 열로 변환될 뿐만 아니라 일부는 전자기장 형성과 같은 다른 목적으로 사용됩니다.

반응성의 척도는 소위 cosph입니다. 예를 들어, 0.8이면 에너지의 20%가 열로 변환되지 않습니다. 기기는 일반적으로 "열" 전력 소비와 cosf를 나타냅니다. "실제" 소비량을 계산하려면 전력을 cosf로 나누어야 합니다. 예: 드릴에 "500W" 및 "cos = 0.6"이 표시되면 실제로 도구가 발전기 500 0.6 = 833W에서 "드로잉"한다는 의미입니다.

명심하십시오: 각 가솔린 또는 디젤 발전소에는 자체 cosf가 있으므로 반드시 고려해야 합니다. 예를 들어, 0.8이면 위에서 언급한 드릴 작업을 위해 0.8 \u003d 1041V * A W(와트) 단위에서 833W가 필요합니다.

높은 시동 전류. 전원을 켤 때 모든 전기 모터는 일반 모드보다 몇 배 더 많은 에너지를 소비합니다. 기술적 세부 사항에 대한 설명을 피하기 위해 비유를 사용하겠습니다. 수평면에 무거운 카트가 서 있다고 상상해 보겠습니다. 미래의 속도를 유지하는 것보다 제자리에서 옮기는 데 훨씬 더 많은 노력이 필요합니다.

시간의 시작 과부하는 몇 분의 1 초를 초과하지 않으므로 가장 중요한 것은 미니 발전소가 종료되지 않고 (전문가는 "삼키기"라고 함) 실패하지 않고 견딜 수 있다는 것입니다. 여기에는 단 하나의 조언이 있습니다. 구매할 때 선택한 장치에 대해 "너무 힘든" 시작 과부하가 무엇인지 물어보십시오.

그건 그렇고, 시동 전류의 관점에서 볼 때 가장 "끔찍한"장치 중 하나는 수중 펌프로 시작시 소비가 7-9 배 증가 할 수 있습니다 (상황 2). 펌프에 드릴이 없는 것과 달리 이것은 이해할 수 있습니다. 공회전, 그녀는 즉시 물을 퍼올리기 시작해야 합니다.

용접공. 실제로 전원 공급 장치에 특수 발전기 세트를 사용하는 것이 좋습니다. 요점은 그 일을 용접 기계미니 발전소의 관점에서 볼 때 그것은 평범한 단락처럼 보입니다 ... 그러나 삶의 현실은 우리 대부분이 두 개의 가솔린 또는 디젤 발전기를 감당할 수없는 것입니다. 우리는에있는 하나를 사용해야합니다. 손. 이 경우 직접적으로가 아니라 용접 변압기를 통해 "조리"하는 것이 (적어도) 권장됩니다.

회로의 활성 부하 교류는 지역입니다 모두 전기 에너지 돌이킬 수 없는 열로 변환됩니다. 활성 부하의 역할은 다음과 같습니다. 기존 저항기(백열등, 전기발열체 등)

능동부하인 회로부 끝단의 전압을 고조파 법칙에 따라 변화시킨다.

.

에게 모두 전기 에너지 돌이킬 수 없는 로 변형 열에너지, 순시 전력은 항상 양의 값이어야 하며, 이는 다음 경우에만 가능합니다. . 따라서 저항성 부하의 경우 전압과 전류가 같은 위상에서 변동합니다.

전류의 순시값이 스트레스 서로 비례합니다. 이 진술은 체인 섹션에 대한 옴의 법칙에 불과합니다.

따라서 활성 부하에서 옴의 법칙은 순시 및 진폭 값 모두에 대해 충족됩니다.

AC 회로를 계산할 때뿐만 아니라 전기 측정전류 및 전압의 진폭 또는 순시 값을 사용하는 것은 불편하고 기간 동안의 평균 값은 0과 같습니다.

가장 편리한 것은 전류 및 전압의 소위 유효 값의 도입이었습니다. 이러한 개념은 전류의 열 효과를 기반으로 합니다.

RMS AC- 이것은 도체의 회로를 통해 흐르는 동안 교류가 흐르는 동안과 동일한 양의 열이 방출되는 직류의 값입니다.

저항에 직류가 흐를 때 저항에서 발생하는 열은 줄-렌츠 법칙에서 찾을 수 있습니다.

짧은 시간에 동일한 저항 R에서 교류에 의해 생성된 열은 전류의 순시 값으로 표현될 수 있습니다.

해당 기간 동안 방출된 열은 다음과 같이 작게 합산하여 구할 수 있습니다.

(*) 및 (**)를 등식하면 교류의 유효 값을 찾습니다.

EMF 및 전압의 유효 값에 대한 표현식은 유사하게 보입니다.

GOST에 따라 전류, 전압 및 EMF의 유효 값은 인덱스가 없는 해당 대문자로 표시됩니다.

교류 전기 측정기는 측정된 양의 유효 값으로 교정됩니다.

AC 회로의 커패시터는 소위 용량성 부하를 나타냅니다. 커패시터 판 사이에 유전체가 존재하면 DC커패시터를 포함하는 회로 섹션을 통해 흐를 수 없습니다. 교류 회로에서는 상황이 바뀝니다. 가변 EMF의 영향으로 커패시터를 충전 및 방전할 수 있습니다. 이 경우 충전 또는 방전 전류는 커패시터를 포함하는 회로 섹션을 통해 흐릅니다.

우리의 임무는 정현파 EMF 소스에 연결된 경우 커패시터의 충전 및 방전 전류가 어떻게 변하는지 알아내는 것입니다. .

분명히 커패시터 양단의 전압은 발전기 단자 양단의 전압과 동일합니다. . 그런 다음 커패시터의 전하

커패시터의 충전 전류는 시간에 대한 커패시터의 전하의 미분에 불과하기 때문에 다음을 얻습니다.

감소 공식을 사용합시다.

커패시터를 포함하는 회로의 전류는 가변 EMF의 주파수에 따른 고조파 법칙에 따라 변한다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 커패시터 전압과 전류의 위상은 다릅니다. 전류는 커패시터 양단의 전압을 .

전류와 전압의 시간 의존성 그래프를 비교하면 전류와 전압의 순시 값 사이에 비례가 없음을 쉽게 알 수 있습니다. 다시 말해, 전류와 전압의 순간 값에 대한 옴의 법칙은 충족되지 않습니다!

시간에 대한 전류의 의존성으로 돌아가 봅시다.

코사인 기호 앞의 값은 전류의 진폭 값입니다.

커패시터가 있는 회로의 최대 전류 값은 최대 전압 값에 정비례합니다. 그 의미 전류 및 전압의 진폭 값에 대해 옴의 법칙이 충족됩니다.

비례 계수는 커패시터를 포함하는 회로 섹션의 전도도입니다. 그런 다음 값 저항의 역할을 하는 것을 용량성 저항이라고 합니다.

커패시턴스는 커패시터의 커패시턴스뿐만 아니라 전류의 주파수에도 의존하며, 전류의 주파수가 증가함에 따라 커패시터의 저항은 떨어지고 반대로 전류의 진폭은 증가합니다. 따라서 커패시터는 고주파 전류를 잘 통과하고 저주파 전류를 잘 통과하지 못합니다. 커패시터의 저항은 전류의 주파수가 무한대로 커지면 즉, 직류는 커패시터를 포함하는 섹션을 통해 흐를 수 없습니다(앞서 언급한 바와 같이).

반파 정류 회로의 예를 고려하십시오.

그림은 정류 회로에서 발생하는 프로세스를 설명하기 위해 전류, 전압 및 순시 전력에 대한 그래픽 종속성을 보여줍니다.

간격에서 위상 U 1의 양전위는 다이오드 VD1을 전도하고 무효 에너지는 인덕터 L n에 축적됩니다

.

간격에서 VD1은 인덕터의 양의 전류로 인해 열린 상태를 유지하고 인덕터의 에너지는 소스 U 1에 제공됩니다(이 모드를 인버터라고 함). 밸브 전류가 유입됩니다. 턴오프 지연 VD1은 정류된 전압 레벨을 감소시켜 리플을 증가시킵니다.

정류 전압의 모양에 대한 부하 인덕턴스의 영향을 제거하기 위해 역 다이오드 VD 2가 부하에 병렬로 연결되어 인덕터의 무효 에너지가 부하로 방전되도록 하여 음의 서지를 제거합니다. 정류 전압.

전파 단상 회로에서 역 다이오드의 역할은 먼저 켜지는 정류기 다이오드 중 하나에 의해 수행됩니다.

전압 U 1의 양의 반파로 전류는 회로를 통해 흐릅니다.

"+" U 1 VD1L n R n VD4"-" U 1 .

극성 변화의 순간에 전압 U 1이 0을 통과할 때 다이오드 VD2가 가장 먼저 켜진다고 가정합니다. 그런 다음 무효 에너지의 재설정은 VD4 및 포함된 VD2를 통해 수행됩니다. 정류된 전압에는 음의 전압 스파이크가 없습니다.

저항 용량 부하

단상 브리지 정류기의 작동 예에 대한 능동 용량성 부하의 영향을 고려해 보겠습니다.

그림은 전류와 전압의 그래픽 의존성을 보여주며 정류기가 소스 U 1에 연결된 순간 회로의 과도 과정을 설명합니다.

간격 에서 U 1 >U С를 충전하고 동시에 평활 필터의 커패시턴스 C는 정류기 링크의 내부 저항을 통해 충전됩니다. 이 경우 큰 펄스 전류가 나타나며 그 값은 평균 정류 밸브 전류의 정상 상태 값보다 20 ... 40 배 높습니다. 이는 트랜스포머가 없는 입력이 있는 전원 공급 장치에서 특히 두드러집니다. 이 전류를 제한하기 위해 트라이악, 사이리스터 또는 디니스터로 만들어진 제어 키로 분류된 저항기, 서미스터 또는 저항기가 도입됩니다. 스위치를 사용하면 과도 프로세스의 설정 시간을 고려하여 전원을 시작하는 순간에만 전류를 제한할 수 있으므로 정류기의 효율성과 신뢰성이 증가합니다.

간격  시간 동안 커패시턴스 양단의 전압이 소스 전압과 같아지면 커패시터가 부하로 방전됩니다. 부하 전류가 증가함에 따라 정류 전압의 리플 레벨은 감소로 인해 증가합니다. 영구 회로방전  시간 = R H C. 이 경우 필터의 평활 작용이 악화됩니다.

용량 성 부하가있는 정류기를 계산할 때 노모 그램 방법 인 Terentiev 방법이 사용됩니다. 밸브를 통한 전류 흐름 각도에 따른 보조 계수 계산을 기반으로 합니다. 계수 A=f()가 입력되며, 여기서 는 밸브를 통과하는 전류 흐름의 각도입니다. 을 위한 다양한 계획다양한 전력 및 정류기 회로에 대해 실험적으로 얻은 정류기, 노모그램이 제공됩니다. 매개변수 U arr, I asr, I ad, U 2 , I 2 의 계산은 보조 계수 B, C, D=f(A)를 통해 수행됩니다. 매개변수 A를 사용하여 밸브를 통한 평균 전류의 연결을 얻기 위해 간격 에 대해 적분을 수행합니다. 관계를 유도할 때 커패시터의 커패시턴스는 무한대(С)에 가깝고 다이오드의 임계 전압은 0과 같습니다. 밸브를 통한 평균 전류를 얻기 위해 좌표축을 전류 펄스의 중간으로 이동하고 평균 전류에 대한 방정식을 사용합니다. (1)

,

(2).

아래 다이어그램은 U d 에 대한 관계 유도를 설명합니다.

간격 2에서 밸브 전류는 부하 전류와 일치합니다. 식 (1)과 (2)를 등식하고 식 (1)의 내부 괄호를 cos로 나누면 다음을 얻습니다.

.

전압 배가 회로

고전적인(대칭) 배가 회로는 각각 자체 반파 전압을 사용하는 2개의 단일 주기 정류기로 구성됩니다.

부하 전압은 커패시터 C1 및 C2에 걸친 전압의 합입니다. 리플이 작으면 각 커패시터의 일정 성분은 U 01 ≈ U 2 m이고 부하의 전압은 U 0 ≈ 2U 2 m입니다. 또한 추가는 리플의 첫 번째 및 모든 홀수 고조파를 보상합니다. 따라서 회로는 두 개의 단일 사이클 회로로 구성되어 있지만 푸시-풀 회로처럼 동작합니다. 안전 관점에서 대칭 이중화 방식의 단점은 공통 부하 지점과 변압기가 없다는 것입니다.

비대칭 이중 방식도 사용되며 이전 방식과의 차이점은 부하에 변압기와 공통점이 있다는 것입니다. 따라서 메인 리플 주파수가 메인 주파수와 동일한 동안 케이스에 연결할 수 있습니다.

이 비대칭 회로에서 커패시터 C1은 중간 저장 장치의 기능을 수행하고 리플을 평활화하는 데 참여하지 않으므로 무게 및 크기 표시기가 대칭 더블러보다 나쁩니다. 그러나 장점도 있습니다. 다이어그램은 다음과 같이 표시할 수 있습니다.

그 결과 증가할 수 있는 규칙적인 구조와 전압 배율을 얻을 수 있습니다.

부하는 모든 커패시터 그룹에 연결될 수 있으며 짝수 또는 홀수 곱셈을 얻을 수 있습니다. 다이어그램은 짝수 곱셈을 보여줍니다 - 부하에서의 전압 U 0 ≈ 6U m 2. 일반적으로 이러한 승수는 단일 블록 형태로 조립되고 화합물로 채워집니다. 회로의 커패시터 수는 곱셈 계수와 같습니다.

고려된 계획에 대해 계산된 비율은 참고서에서 찾을 수 있습니다. 곱셈 회로의 단점은 내부 저항이 높고 재충전 횟수가 많기 때문에 효율이 낮다는 것입니다.

n개의 저장 커패시터 C1을 동시에 충전하는 무변압기 고전압 정류기는 더 높은 효율을 갖는다.