АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Потужність, енергія і методи їх вимірювань

Читайте также:
  1. I. ГИМНАСТИКА, ЕЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
  2. I. Методические основы
  3. II. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
  4. II. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ДИСЦИПЛИНЫ
  5. III. УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО КУРСУ «ИСТОРИЯ ЗАРУБЕЖНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ К. XIX – НАЧ. XX В.»
  6. IV ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.
  7. VI. Матеріали методичного забезпечення заняття
  8. VI.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
  9. VIII. Методика экспресс-диагностики педагогической направленности учителя (Ю.А. Кореляков, 1997)
  10. А дешева електроенергія – промислові центри Мідленда і Ланкшира
  11. Адміністративні методи державного управління.
  12. Адміністративні методи менеджменту

Лекція3

МЕТОДИ ВИМІРЮВАНЬ ПОТУЖНОСТІ І ЕНЕРГІЇ

 

 

Потужність, енергія і методи їх вимірювань

Потужність і енергія є основними характеристиками більшості фізичних об’єктів. В зв’язку з підвищеним ростом споживання енергії сьогодні підвищення точності таких вимірювань набуває особливого значення. Потужність, як і енергія, існує в багатьох формах: електричній, тепловій, механічній, потужності випромінювання і ін. Найпоширенішими є вимірювання електричної потужності і енергії. Вимірювання інших видів потужності і енергії зазвичай здійснюється також електричними методами. Сучасна практика вимагає вимірювання електричної потужності в широких межах – від 10-20 Вт до багатьох міліардів ватт. Наприклад, потужність сигналів, що приймаються радіолокаційними станціями, складає 10-16 Вт, енергія космічного випромінювання, що долинає до стратосфери Землі від віддалених галактик космосу за 1 с, складає 10-40 Дж, а енергія, що виробляється вітчизняними електростанціями за один рік приблизно рівна 1020 Дж.

Як і інші енергетичні електричні величини, потужність і енергію необхідно вимірювати в широкому діапазоні частот – від вимірювань на постійному струмі до 109 Гц і більше.

Потужність, що споживається в електричному колі постійного струму, можна описати одним з виразів:

P=UI; P=I2R; P=U2/R; P=kq, (3.1)

де І – струм в колі; U – спадок напруги на навантаженні з опором R; q – кількість тепла, що виділяється в навантаженні за одиницю часу.

Активна потужність у однофазному електричному колі змінного струму визначається як середнє значення потужності за період Т:

, (3.2)

де u, i, p – відповідно миттєві значення напруги, струму та потужності.

У випадку, коли струм і напруга є синусоїдними функціями часу, активну потужність розраховують за виразом:

P=UІcos(φ). (3.3)

Множник cos(φ) називають коефіцієнтом потужності, а S=UI – повною потужністю, що визначає активну потужність при чисто активному навантаженні, тобто при cos(φ)=1.

При розрахунку різноманітних електротехнічних пристроїв і для оцінки їх ефективності використовується поняття реактивної потужності, яка для синусоїдного процесу визначається за формулою



Q=UІsin(φ). (3.4)

В загальному випадку змінного періодичного процесу з довільною формою кривих струму і напруги активну потужність шукатимемо як суму потужностей гармонічних складових:

. (3.5)

Коефіцієнт потужності визначається як відношення активної потужності до повної потужності:

KP=P/S. (3.6)

Якщо в колі протікають імпульсні процеси, то їх можна характеризувати імпульсною потужністю, що визначається як середнє значення потужності за час одного імпульсу τ:

. (3.7)

Зазвичай ця потужність визначається через вимірювання середньої потужності за період повторення імпульсів:

. (3.8)

Для багатофазних кіл вирази для активної і реактивної потужності мають вигляд:

; , (3.9)

де Uф і Іф – діючі фазові напруги і струми; φі – кут фазового зсуву між відповідними фазовим напругами та струмами; n – кількість фаз.

Вирази для визначення електричної енергії отримують, інтегруючи наведені вище вирази для потужності. Тому лічильник електричної енергії зазвичай являє собою перетворювач потужності та інтегратор, яким є електричний або механічний лічильники.

Наведені вирази для активної і реактивної потужності показують, що при всіх методах визначення потужності, за виключенням калориметричного (теплового), при якому визначають кількість тепла (температуру), необхідно виконувати операції перемноження і подальше осереднення миттєвої потужності в часі, а для багатофазних кіл – ще й сумування.

У засобах вимірювання потужності поряд з різного роду перемножуючими пристроями використовуються також суматори (для виконання операцій сумування або віднімання) і квадратори (для піднесення до квадрату).

Методи вимірювань потужності (енергії) в залежності від виду вимірювальних перетворювачів, що в них використовуються, ділять [1] на електромеханічний, електричний, електротепловий (калориметричний) і метод компарування.

Електромеханічний метод грунтується на використанні електромеханічних перемножуючих пристроїв у вигляді електродинамічного, феродинамічного, електростатичного і індукційного вимірювальних механізмів, кут відхилення рухомої частини яких є функцією вимірюваної потужності.

‡агрузка...

Електричні методи грунтуються на використанні аналогових і цифрових електронних перемножуючих пристроїв, вихідний електричний сигнал яких є функцією вимірюваної потужності.

Електротепловий (калориметричний) метод, що є методом прямого перетворення електричної потужності в теплову, використовують для вимірювання потужності і енергії в колах високої і надвисокої частот, а також потужності (енергії) лазерного випромінювання.

Метод компарування зазвичай застосовують для точного вимірювання потужності в електричних колах високої частоти, а також для метрологічного забезпечення вимірювання потужності в колах змінного струму.

 


1 | 2 | 3 | 4 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)