Ang prinsipyo at pamamaraan ng hindi direktang pagtukoy ng power factor sa alternating current circuit

Power factor o cosine phi, na may paggalang sa gumagamit ng sinusoidal alternating current, ay ang ratio ng aktibong paggamit ng kuryente P sa kabuuang kapangyarihan S na ibinibigay sa user na ito mula sa network.

Kabuuang kapangyarihan S, sa pangkalahatang kaso, ay maaaring tukuyin bilang produkto ng epektibong (root mean square) na mga halaga ng kasalukuyang I at boltahe U sa itinuturing na circuit, at ang aktibong kapangyarihan P — bilang hindi maibabalik na natupok ng gumagamit para sa pagpapatakbo ng trabaho.

Reaktibong kapangyarihan Q, bagaman ito ay bahagi ng kabuuang kapangyarihan, gayunpaman, hindi ito natupok upang magsagawa ng trabaho, ngunit nakikilahok lamang sa paglikha ng mga alternating electric at magnetic field sa ilang mga elemento ng circuit ng gumagamit.

maliban sa direktang pagsukat ng power factor paggamit ng mga electrodynamic device - mga yugto ng metro, may mga medyo lohikal na hindi direktang pamamaraan na nagbibigay-daan sa iyo upang mathematically tumpak na maunawaan ang halaga ng napakahalagang dami ng kuryente na nagpapakilala sa gumagamit sa isang sinusoidal alternating current circuit.

Tingnan natin ang data hindi direktang pamamaraan sa mga detalye, Unawain natin ang prinsipyo ng hindi direktang pagsukat ng power factor.

Paraan ng Voltmeter, ammeter at wattmeter

Electrodynamic wattmeter na may karagdagang aktibong pagtutol sa circuit ng gumagalaw na coil nito ay nagpapahiwatig ng halaga ng sobrang aktibong kapangyarihan na natupok sa AC circuit P.

Kung ngayon, gamit ang isang voltmeter at isang ammeter, sinusukat namin ang average na mga halaga ng kasalukuyang I at ang boltahe U na kumikilos sa circuit ng pag-load sa ilalim ng pag-aaral, pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagpaparami ng dalawang parameter na ito, makakakuha lamang tayo ng kabuuang kapangyarihan S. .

Pagkatapos ang power factor (cosine phi) ng isang naibigay na load ay madaling mahanap gamit ang formula:

Dito, kung nais mo, maaari mo ring mahanap ang halaga ng reaktibong kapangyarihan Q, ang kabuuang pagtutol ng circuit z Batas ng Ohm, pati na rin ang aktibo at reaktibong pagtutol, sa pamamagitan lamang ng pagbuo o pagre-represent ng isang resistance triangle, at pagkatapos ay gamit ang Pythagorean theorem:

Paraan ng counter at ammeter

Upang magamit ang pamamaraang ito, kinakailangan upang mag-ipon ng isang circuit kung saan ang pinakasimpleng ay konektado sa serye na may load Z at ang ammeter metro ng koryente Wh.

Para sa isang tiyak na tagal ng panahon t, sa pagkakasunud-sunod ng isang minuto, kakailanganing kalkulahin ang bilang ng mga rebolusyon ng disk N, na magpapakita ng dami ng aktibong enerhiya na ginugol sa isang naibigay na oras (ibig sabihin, isinasaalang-alang ang power factor).

Dito: ang bilang ng mga rebolusyon ng disk N, ang koepisyent k ay ang dami ng enerhiya sa bawat rebolusyon, ang I at U ay ang rms kasalukuyang at boltahe ayon sa pagkakabanggit, t ay ang oras para sa pagbibilang ng mga rebolusyon, ang cosine phi ay ang power factor:

Pagkatapos, sa halip na ang pinag-aralan na user Z, ang aktibong load R ay kasama sa circuit sa pamamagitan ng parehong counter, ngunit hindi direkta, ngunit sa pamamagitan ng rheostat R1 (pagkamit ng parehong kasalukuyang I tulad ng sa unang kaso, kasama ang user Z). Ang bilang ng mga rebolusyon ng disk N1 ay pinananatili sa parehong oras t. Ngunit dito, dahil aktibo ang load, ang cosine phi (power factor) ay tiyak na katumbas ng 1. Kaya:

Pagkatapos ang ratio ng mga revolutions ng disk counter ay naitala para sa parehong yugto ng panahon sa una at pangalawang kaso. Ito ay magiging cosine phi, iyon ay, ang power factor ng unang load (na may kaugnayan sa isang purong aktibong load na may parehong kasalukuyang):

Paraan ng tatlong ammeter

Upang matukoy ang power factor sa isang sinusoidal current circuit gamit ang tatlong ammeters, kailangan mo munang tipunin ang sumusunod na circuit:

Narito ang Z ay isang load na ang power factor ay dapat matukoy at ang R ay isang purong aktibong load.

Dahil ang load R ay purong aktibo, ang kasalukuyang I1 sa anumang sandali ng oras ay nasa phase na may alternating voltage U na inilapat sa load na ito. Sa kasong ito, ang kasalukuyang I ay katumbas ng geometric na kabuuan ng mga alon na I1 at I2. Ngayon ay bubuo tayo batay sa posisyong ito ng isang vector diagram ng mga alon:

Sa vector diagram ng mga alon, ang matinding anggulo sa pagitan ng kasalukuyang I1 at kasalukuyang I2 ay ang anggulo ng phi, ang cosine kung saan (sa katunayan, ang halaga ng power factor) ay matatagpuan mula sa isang espesyal na talahanayan ng mga halaga. ng trigonometric function o kinakalkula ng formula:

Mula dito maaari nating ipahayag ang cosine phi, iyon ay, ang nais na power factor:

Ang palatandaan ng power factor na natagpuan («+» o «-«) ay magsasaad ng likas na katangian ng pagkarga. Kung ang power factor (cosine phi) ay negatibo, ang load ay capacitive sa kalikasan. Kung ang power factor ay isang positibong halaga, kung gayon ang likas na katangian ng pagkarga ay inductive.