У цій статті розповідається, як обчислити коефіцієнт потужності змінного електричного струму. Знаючи цей коефіцієнт, ви зможете знайти повну, активну і реактивну потужності, а також кут зсуву фаз. Розглянемо рівняння прямокутного трикутника. Для того, щоб знайти кут трикутника, необхідно знати, що таке косинус, синус і тангенс. Для обчислення довжин сторін трикутника вам знадобиться також теорема Піфагора(c2 = √(a2 + b2) ). Слід також знати, в яких одиницях вимірюється кожен вид потужності. Повна потужність вимірюється в вольт-амперах, активна потужність - у ватах, а реактивна - в одиницях, званих вольт-ампер реактивний (ВАр). Існує кілька рівнянь для обчислення цих величин, і всі вони наведені в даній статті. Нижче питання потужності змінного електричного струму розглянуто більш детально.
Кроки
- Обчисліть імпеданс.уявіть, що замість повної потужності стоїть імпеданс, як на малюнку вище. Щоб знайти імпеданс, треба скористатися теоремою Піфагора: c2 = √ (a2 + b2).
- Таким чином, повний імпеданс (позначається як "Z") дорівнює квадратному кореню з суми квадратів активної і реактивної потужностей.
- ( Z = √(60² + 60²) ). Підставивши ці значення в калькулятор, отримаємо відповідь 84,85 Ом (Z = 84,85 Ом ).
- Знайдіть кут зсуву фаз.отже, тепер ви знаєте величину гіпотенузи, що є імпедансом. У вас також є значення прилеглого катета (активна потужність) і протилежного катета (реактивна потужність). Щоб знайти Кут, вам достатньо скористатися будь-якою з тригонометричних функцій, згаданих вище. Використовуємо, наприклад, тангенс, який дорівнює відношенню протилежного катета до прилеглого (реактивна потужність/активна потужність).
- У вас вийде наступне відношення: 60/60 = 1
- Візьміть арктангенс отриманої вище величини, і ви знайдете кут зсуву фаз.дана функція є у вашому калькуляторі. Взявши арктангенс від значення тангенса, отриманого вище, отримаємо кут фазового зсуву: arctg (1) = Кут фазового зсуву. Отримуємо відповідь 45°.
- Обчисліть повну силу струму (ампери). Сила струму вимірюється в амперах, що позначаються також як"A". Для її знаходження необхідно поділити напругу на імпеданс: 120В/84,85 Ом. В результаті ви отримаєте приблизно 1,141 A. ( 120В/84,84 Ом = 1,141 A ).
- Тепер ви можете знайти повну потужність, що позначається як"S".для цього немає необхідності використовувати теорему Піфагора, оскільки вам вже відома гіпотенуза (імпеданс). Пам'ятаючи, що повна потужність вимірюється в вольт-амперах, ми можемо знайти її, розділивши квадрат напруги на повний імпеданс: 120в2 / 84,85 Ом. В результаті вийде 169,71 ВА ( 1202/84,85 = 169,71 ).
- Тепер можна знайти активну потужність, що позначається як"P".для цього необхідно знати величину сили струму, яку ми розрахували вище в кроці 4. Активна потужність, вимірювана в ватах, знаходиться шляхом множення квадрата струму (1,1412) на опір (60 Ом) ланцюга. В результаті вийде 78,11 ВАТ. Рівняння виглядає наступним чином: 1,1412 x 60 = 78,11
- І нарешті, знайдіть коефіцієнт потужності!для цього вам будуть потрібні наступні величини: активна потужність (вати) і повна потужність (вольт-ампери). Ви знайшли їх на попередніх кроках: активна потужність склала 78,11 Вт, повна - 169,71 ВА. Коефіцієнт потужності, що позначається також як Pf, знаходиться шляхом ділення ВАТ на вольт-ампери. У вас вийде: 78,11/169,71 = 0,460
- Коефіцієнт потужності можна виразити також у відсотках: помноживши отримане значення 0,460 на 100%, отримаємо коефіцієнт 46%.
Попередження
- При обчисленні імпедансу на калькуляторі використовується не тангенс, а зворотна йому функція (арктангенс). Пам'ятайте про це, інакше отримаєте неправильний кут зсуву фаз.
- Вище був наведений найпростіший приклад обчислення кута зсуву фаз і коефіцієнта потужності. Існують набагато складніші електричні ланцюги, що містять ємнісну потужність, великі активні і реактивні опору.
Що вам знадобиться
- науковий калькулятор
- олівець
- ластик
- листок паперу