Компенсация реактивной мощности
Параллельный колебательный контур. Резонанс токов.
Краткое содержание:Последовательный колебательный контур относительно редко применяется в радиотехнических устройствах из-за необходимости питать его от источника энергии с малым внутренним сопротивлением. Чаще используется параллельный контур, в котором источник ЭДС, катушка индуктивности, конденсатор соединены параллельно. В параллельном контуре возникает резонанс токов.
Как известно, полная проводимость такой цепи
Условие резонанса токов . Это условие можно записать через соответствующие параметры электрической цепи. Реактивная проводимость катушки
, где
- активное сопротивление катушки, а реактивная проводимость конденсатора без учета его активного сопротивления
Таким образом, условие резонанса токов может быть записано в виде
.
Из этого выражения следует, что резонанс токов можно получить при изменении одного из параметров и
при постоянстве других.
Ток при резонансе достигает минимального значения , а
- максимального
.
Токи в ветвях, содержащих и
, при резонансе могут быть больше общего тока.
Индуктивный и емкостной токи противоположны по фазе, равны по значению и по отношению к источнику энергии взаимно компенсируются, т.е. идет обмен энергией между индуктивной катушкой и конденсатором.
Реактивная мощность цепи при резонансе токов равна нулю, так как равны и противоположно направлены токи и
. Другими словами, реактивная мощность, потребляемая в
, равна мощности, генерируемой в
.
Компенсация реактивной мощности
Режим, близкий к резонансу токов, широко применяют для повышения коэффициента мощности потребителей электроэнергии. Ток большинства потребителей электроэнергии носит активно-индуктивный характер, то есть имеет активную и индуктивную составляющие. Включая, параллельно потребителям, батареи конденсаторов, разгружают источники энергии и линию от реактивного тока. Индуктивный ток потребителей компенсируется емкостным током конденсаторов. В результате с помощью компенсации достигают значений
. Это дает значительный экономический эффект из-за разгрузки проводов, снижения потерь, экономии материалов и электроэнергии.
Контрольные вопросы:
1. Какой контур является параллельным?
2. Каковы признаки резонанса в параллельном контуре?
3. Что называется добротностью, затуханием, характеристическим сопротивлением?
4. Условия и признаки резонанса.
Задание на СРС:
Решить задачу. Контур состоит из следующих элементов: Rп = 30 Ом, L=400мкГн, С=1600 пФ. Пренебрегая внутренним сопротивлением генератора, определить резонансное сопротивление элементов контура и полосу пропускания , если сопротивление шунта Rш = 30 кОм.
[1, стр. 101-114]
Задание на СРСП:
1. Поясните, почему модуль коэффициента передачи параллельного контура уменьшается при увеличении Ri?
2. Запишите выражение для эквивалентной добротности. Поясните, как влияет внутреннее сопротивление источника ЭДС на эквивалентную добротность.
Глоссарий
Рус.яз. | Каз.яз. | Англ.яз. |
Резонанс | Резонанс | Resonance |
Затухающий | шетін | Fading |
Активная мощность | Белсенді уат | Active capacity |
Добротность | Сапалы | Good quality |
Реактивная мощность | Реактивті уат | Jet capacity |
Избирательность | Тадаушылы | Selectivity |