Суперпрофільна синусоїдальна електроенергія

14 січня 2019 р., 8 хвилин читання

Вступ

У будинку багато електроприладів, які іноді працюють цілими днями. Тоді може бути цікаво розглянути потужність кожного пристрою, щоб оцінити його споживання, а також потужність, підписану на постачальника електроенергії, щоб вибрати правильну підписку і, таким чином, не платити занадто багато без потреби або навіть скоротити пристрої. у вашому помешканні !

Ось невеликий приклад, щоб почати з пристроїв, які регулярно можна знайти вдома:

Електрична потужність побутових приладів

Середня потужність

Пральна машина	3000 Вт
Сушарка	3000 Вт
Залізо	1000 Вт
Швейна машина	100 Вт

Проблемні

В електроніці низькі струми (схеми управління) створюють проблеми з обробкою сигналів

В електротехніці сильні струми (силові ланцюги) створюють енергетичні проблеми (втрати, перенесення, перетворення)

Отже, тут розглядається проблема вираження середнього значення, поглиненого диполем в синусоїдальному режимі ?

Фізичне поняття влади

Потужність у фізиці вказує на швидкість виконання роботи. Тоді це відповідає кількості енергії за одиницю часу, що подається однією системою в іншу. Отже, можна зробити висновок, що потужність відповідає скалярній величині та потоку енергії. Отже, якщо дві системи з різними силами забезпечують однакову роботу, а отже і ту саму енергію, вона буде тим потужнішою з двох систем, що буде тим швидшою.

Потужність системи забезпечити роботу за певний час можна виразити, використовуючи таке співвідношення:

З цієї формули ми можемо зробити висновок, що інтеграл потужності, що подається відносно часу, представляє роботу, яку подає система.

Що стосується позначень та одиниць виміру, у SIU, міжнародній системі одиниць вимірювання, потужність виражається у ватах, в джоулях на секунду або в кг м 2 .с -3. Раніше все ще використовували кінську силу. Потім цей агрегат порівняв тягу парової машини з робочою конем.

Міжнародна система одиниць

Синусоїдальний сигнал - це сигнал, амплітуда якого при спостереженні в певному місці відповідає синусоїдальній функції часу.

Сукупність одиниць, пов'язаних з основними вимірами, становить міжнародну систему одиниць. Це система MksA (метр, кілограм, секунда, Ампер), але Кельвін, родимка та канделя також є частиною цієї системи. Ці одиниці називаються юридичними одиницями. Вони універсальні і відомі в усьому світі.

Важливо знати, що всі інші розміри виводяться з цих семи основних вимірів шляхом продукту або поділу цих вимірів.

У деяких предметах фізичних вправ розміри виражаються не в міжнародній системі, а в звичайних розмірах. Їх легко зрозуміти, і їх іноді використовують у повсякденному житті, але важливо завжди проводити розрахунки з величинами, вираженими в міжнародній одиниці, щоб уникнути помилок.

Фізичний загальний

Швидкість обробки

Оскільки потужність є фізичною величиною, вона тоді відображає уявлення про матеріальні зміни у Всесвіті, а також про час, необхідний для цієї зміни. Таким чином, потужність відрізняється від роботи, оскільки остання враховує лише зміни, а не тривалість, необхідну для цієї зміни.

Отже, для тієї ж роботи, що виконується, коли важкий вантаж транспортується сходами, потужність буде різною, залежно від того, виконує це завдання вантажник під час бігу чи ходьби. Дійсно, у тому випадку, коли несуча несе своє навантаження в струмі, потужність, необхідна для виконання цієї дії, набагато більша. Це тим більше вірно, коли часу на виконання цієї роботи менше.

Це можна також проілюструвати на прикладі повного спалення кілограма вугілля. Дійсно, це виділяє більше енергії, ніж вибух кілограма тротилу: вибух тротилу виробляє близько 4,7 мегаджоуля на кілограм, тоді як спалювання вугілля дає від 15 до 30 мегаджаулів на кілограм. Основною відмінністю цих двох реакцій є різниця в потужності: оскільки вибух є набагато швидшим явищем, ніж горіння, потужність першої реакції набагато більша, ніж у другої, для тієї ж ваги реагенту, навіть якщо внутрішня енергія вугілля більше, ніж у тротилу.

Змінні зусилля та потоку

Загалом, ми розглядаємо потужність як добуток змінної сили - яка може відповідати силі, крутному моменту, тиску або навіть натягу, - яка в подальшому необхідна для приведення в рух проти опору, який чинить система., змінною потоку - яка може відповідати швидкості, кутовій швидкості, потоку або навіть інтенсивності струму - яка буде підтримуватися, незважаючи на існування цього опору.

Щоб проілюструвати цей момент, ми можемо взяти приклад потужності, необхідної для змушення транспортного засобу рухатися. Дійсно, ця потужність тоді відповідає добутку сили тяги, що діє на швидкість переміщення. Отже, потужність роторного двигуна відповідає добутку крутного моменту, який він передає на швидкість обертання, яку він здатний підтримувати, незважаючи на опір.

Інший приклад - електрична лампочка здатна перетворювати електричну енергію у світло та тепло. Таким чином, споживана потужність відповідає добутку електричної напруги на інтенсивність струму, що протікає через цю лампочку.

Ми можемо визначити середню потужність Pm з коефіцієнтом енергії E за тривалістю τ цього явища:

Миттєва потужність відповідає похідній енергії, що подається за часом:

Тому ми отримуємо:

Електрична енергія

Електрична потужність, дуже часто відзначається Р, має для одиниці ват символ W. Вона відповідає добутку електричної напруги, отже, у вольтах, на клемах яких пристрій підключений до інтенсивності електричного струму, отже, в амперах, які будуть протікати через пристрій. Зауважте, що це справедливо для пристроїв, які мають лише резистивні характеристики.

Змінний струм - це періодичний електричний струм, який змінює напрямок двічі на період. Ви також повинні знати, що цей струм несе поперемінно рівні кількості електроенергії в одному і в іншому напрямку. Таким чином, легко зробити висновок, що змінний струм має нульову складову постійного струму.

Безперервний режим

Коли напруга і струм прямі, ми визначаємо потужність за такою формулою:

При U і I постійні значення напруги на диполі та інтенсивності струму через диполь.

Зауважимо, що якщо ми вважаємо R опором диполя, ми маємо:

Тому ми в кінцевому підсумку отримуємо таку формулу розрахунку потужності:

Можна моделювати активний лінійний диполь, отже, електромотор, з еквівалентною моделлю Тевеніна, навіть якщо ця модель, дуже коротко, не дає можливості врахувати будь-які перепади напруги на заряді або навіть електричні сили, що беруть участь в області термін дії, який обов'язково повинен бути вказаний.

Таким чином, за умовою генератора, потужність, що подається диполем назовні, може бути виражена наступним чином:

Тоді потужність, що подається активним диполем, відповідає потужності, що подається ідеальним генератором напруги, позначеним E, який, отже, буде подавати струм, позначений I, частина якого розсіюється ефектом Джоуля, представленим -RxI 2. Якщо зосередитись на випадку електричних двигунів, ExI - це термін, що представляє електромеханічну потужність, яку ми позначаємо Pem.

Альтернативна дієта

Якщо напруга та сила струму змінюються, вважається, що миттєва потужність, споживана диполем, представляється добутком миттєвих значень струму, який перетинає його, та напруги на його клемах. Тоді ми отримуємо таку формулу:

Якщо ми розглядаємо себе в синусоїдальному режимі, ми можемо виразити напругу та інтенсивність наступним чином:

• U і I - середньоквадратичні значення напруги та струму
• А Φ - зсув фази напруги відносно струму.

Тоді ми отримуємо вираз наступної потужності:

Тоді може бути цікаво відзначити, що перший член суми вище відповідає активній потужності, тоді як другий член відповідає синусоїдальній потужності частоти, яка вдвічі перевищує силу струму та напруги. Середнє положення цієї синусоїдальної потужності до того ж дорівнює активній потужності. Крім того, значення cos (Φ) відповідає коефіцієнту потужності в синусоїдальному режимі.

Таким чином, ми називаємо коливальну потужність синусоїдальною потужністю частоти, подвоєною до сили струму та напруги. Ця потужність не впливає на електротермічні перетворювачі, оскільки теплова інерція системи дозволяє повністю згладити коливання потужності.

Однак це не вірно для електромеханічних перетворень, оскільки електрична машина, будь то двигун чи генератор, обертається з майже постійною швидкістю завдяки своїй інерції. В результаті він споживає або постачає, за модулем втрат, однакову механічну потужність у будь-який час. Таким чином, коливальна потужність відповідає за коливальні моменти, які здебільшого поглинаються еластичністю передавального валу.

Ось чому для машини великої потужності цих коливань слід уникати, оскільки вони ризикують спричинити руйнування цієї машини. Це причина, через яку генератори електростанцій або навіть дуже великі двигуни повинні бути багатофазними. Насправді вони, як правило, трифазні.

Аналіз

• Побачено в PCSI: P (t) = u (t). i (t) миттєва електрична потужність, поглинена диполем, під час прийому. У синусоїдальному режимі нас цікавить середня споживана потужність.
• Ми бачили, що середня споживана потужність дорівнює нулю у двох випадках:
  • котушка, змодельована чистою індуктивністю,
  • конденсатор, змодельований чистою ємністю.

У цих двох випадках дипол періодично зберігає та відновлює потенційну енергію.

• Потужність є добутком двох синусоїдальних величин однакової пульсації та поза фазою: тому ми знайдемо результати синхронного виявлення.
• Отже, у випадку комбінації диполів потужність споживається лише у чисто резистивних диполях, а не в чисто реактивних диполях.

Виконання типових вправ

Функція синуса - це функція, яка обчислює синус кута від значення визначеного кута. Таким чином, синусоїда відповідає формі, яку приймає крива, що представляє цю функцію.

• Середня потужність в періодичному режимі
  • Випадок чисто реактивного диполя: чистий С або чистий L
  • Випадок чисто резистивного диполя
• Синусоїдальна сила
  • Частотний аспект
  • Коефіцієнт пульсу
• Потужність у складних позначеннях
  • Небезпека складної оцінки
  • Посилання на струм/посилання на напругу
• Графічне резюме для RLC
  • Поточний опорний опір/допуск опорного напруги
  • Діаграми Френеля в опорі струму та опорі напруги

Перевірка типової вправи

• Впровадження різних підходів у цій справі
  • чистий опір,
  • чистої ємності
  • чистої індуктивності
• Порада уникати формули з Re (Z) або Re (1/Z)
• Зчитування cos φ електричної установки

Вам сподобалась стаття ?

Фрілансер і водій, я сподіваюся досягти мудрості, поділившись знаннями, які я здобув під час подорожей за кермом мого седана. Цікавий вчений, моїй спразі відкриття відповідає лише період напіввиведення вісмуту 209.

---