Активное реактивное сопротивление: Презентация «Активное и реактивное сопротивление»

Содержание

Активное сопротивление — это… Что такое Активное сопротивление?

активное сопротивление — Параметр пассивного двухполюсника, равный отношению активной мощности, поглощаемой в этом двухполюснике, к квадрату действующего значения электрического тока через этот двухполюсник. [ГОСТ Р 52002 2003] (активное) сопротивление Величина,… … Справочник технического переводчика

АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — электр. сопротивление, оказываемое проводником прохождению переменного тока. А. с. зависит от материала, длины и поперечного сечения проводника, а также от темп ры (см. Электрическое сопротивление). Термин А. с. введен в электротехнику в связи с… … Технический железнодорожный словарь

АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — величина, характеризующая сопротивление электрической цепи (или ее участка) электрическому току, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в др. формы (преимущественно в тепловую).

Измеряется в омах … Большой Энциклопедический словарь

АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — физ. величина, характеризующая сопротивление электрической цепи (или её участка) электрическому току, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие формы (преимущественно в тепловую). Выражается в (см.) … Большая политехническая энциклопедия

активное сопротивление — величина, характеризующая сопротивление электрической цепи (или её участка) электрическому току, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие формы (преимущественно в тепловую). Измеряется в омах. * * * АКТИВНОЕ… … Энциклопедический словарь

активное сопротивление — aktyvioji varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Laidininko varža nuolatinei elektros srovei. atitikmenys: angl. active resistance; ohmic resistance vok. ohmscher Widerstand, m; Wirkwiderstand, m rus. активное… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

активное сопротивление — aktyvioji varža statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. active resistance; real resistance; resistance vok. reeller Widerstand, m; Resistanz, f; Wirkwiderstand, m rus. активное сопротивление, n pranc. résistance, f; résistance active, f;… … Automatikos terminų žodynas

активное сопротивление — aktyvioji varža statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. active resistance; real resistance vok. Resistanz, f; Wirkwiderstand, m rus. активное сопротивление, n pranc. résistance active, f; résistance ohmique, f … Fizikos terminų žodynas

АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — величина, характеризующая сопротивление электрич. цепи (или её участка) электрич. току, обусловленное необратимыми превращениями электрич. энергии в др. формы (преим. в тепловую). Измеряется в омах … Естествознание. Энциклопедический словарь

активное сопротивление нулевой последовательности обмотки якоря синхронной машины — активное сопротивление нулевой последовательности Отношение активной составляющей основной гармоники напряжения якоря нулевой последовательности синхронной машины, обусловленной основной гармоникой тока якоря нулевой последовательности… … Справочник технического переводчика

Кабель АСБ сопротивление: активное, реактивное

Достаточно часто при проектных расчетах электрических сетей на потери напряжения необходимо знать показатели сопротивления жил кабеля. Приведем наиболее необходимые значения для кабеля АСБ.

Таблица 1. АСБ: активное сопротивление постоянному току при температуре + 20^о С

Сечение, мм2	Сопротивление жил, Ом
35	0.868
50	0.641
70	0.443
95	0.32
120	0.253
150	0.206
185	0.164
240	125″> 0.125
300	0.1
400	0.0778
500	0.0605
630	0.0464
800	0.0367

Таблица 2. АСБ: реактивное индуктивное сопротивление

Сечение, мм2	Реактивное индуктивное сопротивление, Ом/км, кабеля напряжением, кВ
Сечение, мм2	1	6	10	20
10	073″> 0.073	0.11	0.122
16	0.068	0.102	0.113	—
25	0.066	0.091	0.099	0.135
35	0.064	0.087	0.095	0.129
50	0.063	083″> 0.083	0.09	0.119
70	0.061	0.08	0.086	0.116
95	0.06	0.078	0.083	0.11
120	0.06	0.076	0.081	0.107
150	0.059	074″> 0.074	0.079	0.104
185	0.059	0.073	0.077	0.101
240	0.058	0.071	0.075	—

Таблица 3. АСБ: реактивное емкостное сопротивление

Сечение, мм2	Реактивное емкостное сопротивление, Ом/км, кабеля напряжением, кВ
Сечение, мм2	6	10	20	35
35	11″> 12.11	15.30	-	-
50	10.91	13.91	19.78	26.32
70	9.62	12.34	17.69	23.77
95	8.38	10.83	15.77	21.37
120	7. 62	9.86	14.48	19.78
150	6.85	8.92	13.16	18.2
185	6.29	8.23	12.20	17.03
240	5.87	7.42	11.10	15.54
300	61″> 5.61	6.66	10.05	14.15
400	5.36	6.00	9.10	12.95
500	5.16	5.45	8.32	11.88
630	4.68	4.95	7.56	10.91
800	14″> 4.14	4.38	6.75	9.77

Сопротивление элементов схемы замещения в сети 0,4 кВ

Содержание

Для того чтобы рассчитать токи КЗ в сети до 1000 В, следует первоначально составить схему замещения, которая состоит из всех сопротивлений цепи КЗ. Активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражают в миллиомах (мОм).

Как определять сопротивления отдельных элементов схемы замещения, об этом вы и узнаете в этой статье.

Активные и индуктивные сопротивления питающей энергосистемы рассчитывают на стороне ВН понижающего трансформатора и приводят к стороне НН по формуле 2-6 [Л3. с. 28].

На практике можно не учитывать активное сопротивление энергосистемы, а значение индуктивного сопротивления приравнивать как к полному сопротивлению энергосистемы (на точность расчетов это никак не скажется). В этом случае значение (в Омах) индуктивное (полное) сопротивление энергосистемы определяется по формуле 2-7 [Л3. с. 28].

После того как определили индуктивное сопротивление системы по формуле 2-7 [Л3. с. 28], данное сопротивление нужно привести к стороне НН по формуле 2-6 [Л3. с. 28].

Индуктивное сопротивление системы, также можно определить по формулам представленных в ГОСТ 28249-93:

Как мы видим формула 1 из ГОСТ 28249-93 соответствует формулам 2-6, 2-7 из [Л3. с. 28].

Пример

Определить сопротивление энергосистемы, учитывая, что ток КЗ со стороны энергосистемы на зажимах ВН трансформатора 6/0,4 кВ составляет в максимальном режиме – 19 кА, в минимальном – 13 кА.

Решение

Определяем индуктивное сопротивление энергосистемы по формулам 2-6, 2-7.

Сопротивление энергосистемы в максимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ:

Сопротивление энергосистемы в минимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ:

Значения (в мОм) полного (zт), активного (rт) и индуктивного (хт) сопротивления понижающего трансформатора приведенных к стороне НН определяются по формулам: 2-8, 2-9, 2-10 [Л3. с. 28].

На большинстве трансформаторов 10(6)/0,4 кВ имеется возможность регулирования напряжения путем переключения без возбуждения (ПБВ) при отключенном от сети трансформаторе как со стороны высшего так и низшего напряжения. Напряжение регулируется со стороны высшего напряжения на величину ±2х2,5% от номинального значения.

Для трансформаторов с пределом регулирования ПБВ ±2х2,5%, полное сопротивление будет изменятся в пределах:

Значения индуктивного и активного сопротивления трансформатора по ГОСТ 28249-93 определяются по формулам:

Как видно, формулы из ГОСТ 28249-93 совпадают с формулами приведенными в [Л3. с. 28].

Для упрощения расчета активного и индуктивного сопротивления тр-ра, можно использовать таблицу 2-4 [Л3. с. 29] для схем соединения обмоток трансформатора Y/Yo и ∆/Yo. Причем для схем соединения обмоток трансформатора ∆/Yo, значения активного (r0) и индуктивного (х0) сопротивления нулевой последовательности равны значениям активного и индуктивного сопротивления прямой последовательности: r0 = rт и х0 = хт.

Пример

Определить сопротивление трансформатора ТМ 50/6 со схемой соединения обмоток ∆/Yо.

Решение

По справочным данным определяем технические данные трансформатора: Sном. = 50 кВА, Uном.ВН = 6,3 кВ, Uном.НН = 0,4 кВ, Uкз = 4%, ∆Ркз=1,1 кВт.

Определяем полное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-8:

Определяем активное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-9:

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-10:

Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей определяются по формуле 2-11 [Л3. с. 29].

Сопротивление шин и шинопроводов длиной 5м и меньше, можно не рассчитывать, так как они не влияют на значение токов КЗ.

Значения активного и индуктивного сопротивления шин и шинопроводов определяется аналогично кабелям.

Зная расстояние между прямоугольными шинами, можно приближенно определить индуктивное сопротивление (мОм/м) по формуле 2-12 [Л3. с. 29].

Пример

Определить активное и индуктивное сопротивление алюминиевых шин сечением 60х8 мм2 от трансформатора ТМ-630/6 до распределительного щита 0,4 кВ, общая длина проложенных от трансформатора до РП-0,4 кВ составляет 10 м. В данном примере определим сопротивление шин, когда шины находятся как в горизонтальном положении, так и в вертикальном.

Решение

4.1 Определим активное и индуктивное сопротивление шин при горизонтальном расположении.

По таблице 2.6 определяем погонное активное сопротивление r_уд. = 0,074 мОм/м, индуктивное сопротивление определяем по формуле 2-12 [Л3. с. 29].

где: расстояние между шинами первой и второй фазы а₁₂ = 200 мм, между второй и третью а₂₃ = 200 мм, между первой и третью а₁₃ = 200 + 60 + 200 = 460 мм, а среднегеометрическое расстояние:

Сопротивление шин от тр-ра до РП-0,4 кВ:

4.2 Определим активное и индуктивное сопротивление шин при вертикальном расположении

При вертикальном расположении шин, активное сопротивление не изменяется, а индуктивное сопротивление составляет:

где: расстояние между шинами первой и второй фазы а₁₂ = 200 мм, между второй и третью а₂₃ = 200 мм, между первой и третью а₁₃ = 200 + 8 + 200 = 408 мм, а среднегеометрическое расстояние:

Сопротивление шин от тр-ра до РП-0,4 кВ:

Активное и индуктивное сопротивления линий определяется по той же формуле 2-11 [Л3. с. 29], что и кабели.

Значение индуктивного сопротивления для проводов из цветных металлов можно приближенно принимать равным 0,3 мОм/м, активного по табл. 2.8.

Для стальных проводов активное и индуктивное сопротивление определяется исходя из конструкции провода и значения протекающего по нему тока. Зависимость эта сложная и математическому расчету не поддается, из-за большого количества переменных (сечение провода, температура окружающего воздуха, которая постоянно меняется в течении года, времени суток; нагревом провода током КЗ), которые влияют на значение сопротивление стальных проводов.

Поэтому учесть все эти зависимости практически не возможно и на практике активное сопротивление условно принимают при температуре 20°С и определяют по кривым зависимости стальных проводов от проходящего по ним токам, представленных в приложениях П23-П27 [Л4. с. 80-82].

Активное и индуктивное сопротивление для проводов самонесущих изолированных (СИП) определяют по таблицам Б. 1, Б.2 [Л5. с. 23-26].

Номинальные параметры реактора уже заданы в обозначении самого реактора типа РТТ и РТСТ. Например у реактора типа РТТ-0,38-100-0,15:

0,38 – номинальное напряжение 380 В;
100 – номинальный ток 100 А;
0,15 – индуктивное сопротивление при частоте 50 Гц равно 150 мОм.

Активное сопротивление для исполнения У3 (алюминиевая обмотка) — 17 мОм, для исполнения Т3 (медная обмотка) – 16 мОм.

Значения активных и индуктивных сопротивлений трансформаторов тока принимаются по приложению 5 таблица 20 ГОСТ 28249-93. Активным и индуктивным сопротивлением одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетах токов КЗ можно пренебречь.

Согласно [Л3. с. 32] для упрощения расчетов, сопротивления трансформаторов тока не учитывают ввиду почти незаметного влияния на токи КЗ.

Приближенные значения сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ определяются по приложению 4 таблица 19 ГОСТ 28249-93. При приближенном учете сопротивление коммутационных аппаратов принимают — 1 мОм.

Значения сопротивления контактных соединений кабелей и шинопроводов определяют по приложению 4 таблицы 17,18 ГОСТ 28249-93. Для упрощения расчетов, данными сопротивлениями можно пренебречь. При приближенном учете сопротивлений контактов принимают: • rк = 0,1 мОм — для контактных соединений кабелей;
• rк = 0,01 мОм — для шинопроводов.

1. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г.
2. ГОСТ 28249-93 – Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
3. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.
4. Голубев М.Л. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4 — 35 кВ. 2-e изд. 1980 г.
5. ТУ 16-705.500-2006. Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередач.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet. info.

Активная, реактивная, полная мощность и коэффициент мощности

Мощностные характеристики нагрузки можно точно задать одним единственным параметром (активная мощность в Вт) только для случая постоянного тока, так как в цепи постоянного тока существует единственный тип сопротивления – активное сопротивление.

Мощностные характеристики нагрузки для случая переменного тока невозможно точно задать одним единственным параметром, так как в цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому только два параметра: активная мощность (это полезная мощность, отбираемая нагрузкой, в том числе и ИБП, из электросети и преобразуемая в энергию любого иного вида (механическую, тепловую, электрическую, электромагнитную и др.) и реактивная мощность ( это мощность или поток энергии, циркулирующий через реактивное сопротивление электрической цепи (емкостное или индуктивное).

Рассеяния энергии на реактивных элементах не происходит, так как полученная ими энергия от источника и энергия и возвращенная обратно в сеть в течение периода эквивалентны. Считается, что в большинстве случаев реактивная энергия (мощность), циркулирующая в электрической цепи, является паразитной и приводит к нежелательному разогреву проводников, а также к перегреву и ухудшению режимов работы прочих устройств сети, как генерирующих электричество, так и его потребителей.) точно характеризуют нагрузку.

Принцип действия активного и реактивного сопротивлений совершенно различный. Активное сопротивление – необратимо преобразует электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, световую и т.д.) – примеры: лампа накаливания, электронагреватель (параграф 39, Физика 11 класс В.А. Касьянов М.: Дрофа, 2007). Реактивное сопротивление – попеременно накапливает энергию затем выдаёт её обратно в сеть – примеры: конденсатор, катушка индуктивности (параграф 40,41, Физика 11 класс В.А. Касьянов М.: Дрофа, 2007).

Дальше в любом учебнике по электротехнике Вы можете прочитать, что активная мощность (рассеиваемая на активном сопротивлении) измеряется в ваттах, а реактивная мощность (циркулирующая через реактивное сопротивление) измеряется в варах; так же для характеристики мощности нагрузки используют ещё два параметра: полную мощность и коэффициент мощности.
Все эти 4 параметра:

Активная мощность: обозначение P, единица измерения: Ватт
Реактивная мощность: обозначение Q, единица измерения: ВАр (Вольт Ампер реактивный)
Полная мощность:обозначение S, единица измерения: ВА (Вольт Ампер)
Коэффициент мощности: обозначение k или cosФ, единица измерения: безразмерная величина

Эти параметры связаны соотношениями: S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S
Также cosФ называется коэффициентом мощности (Power Factor – PF)

Поэтому в электротехнике для характеристики мощности задаются любые два из этих параметров так как остальные могут быть найдены из этих двух.

То же самое и с источниками питания. Их мощность (нагрузочная способность) характеризуется одним параметром для источников питания постоянного тока – активная мощность (Вт), и двумя параметрами для ист. питания переменного тока. Обычно этими двумя параметрами являются полная мощность (ВА) и активная (Вт). См. например параметры ДГУ и ИБП.

Большинство офисной и бытовой техники, активные (реактивное сопротивление отсутствует или мало), поэтому их мощность указывается в Ваттах. В этом случае при расчёте нагрузки используется значение мощности ИБП в Ваттах. Если нагрузкой являются компьютеры с блоками питания (БП) без коррекции входного коэффициента мощности (APFC), лазерный принтер, холодильник, кондиционер, электромотор (например погружной насос или мотор в составе станка), люминисцентные балластные лампы и др. – при расчёте используются все вых. данные ибп: кВА, кВт, перегрузочные характеристики и др.

Нагрузочная способность ИБП и ДГУ нормирована на стандартную промышленную нагрузку (коэффициент мощности 0.8 с индуктивным характером). Например, ИБП 100 кВА / 80 кВт. Это означает, что устройство может питать активную нагрузку максимальной мощности 80 кВт, или смешанную (активно-реактивную) нагрузку максимальной мощности 100 кВА с индуктивным коэффициентом мощности 0.8. В стабилизаторах напряжения дело обстоит иначе.

Для стабилизатора напряжения коэффициент мощности нагрузки безразличен. Например, стабилизатор напряжения 100 кВА. Это означает, что устройство может питать активную нагрузку максимальной мощности 100 кВт, или любую другую (чисто активную, чисто реактивную, смешанную) мощностью 100 кВА или 100 кВАр с любым коэффициентом мощности емкостного или индуктивного характера. Обратите внимание, что это справедливо для линейной нагрузки (без высших гармоник тока). При больших гармонических искажениях тока нагрузки (высокий КНИ) выходная мощность стабилизатора снижается.

Активное, емкостное и индуктивное сопротивление. Закон Ома для цепей переменного тока. Активное, емкостное, индуктивное сопротивление

В которой генератор переменного тока создает синусоидальное напряжение. Разберем последовательно, что произойдет в цепи, когда мы замкнем ключ. Начальным будем считать тот момент, когда напряжение генератора равно нулю.

В первую четверть периода напряжение на зажимах генератора будет возрастать, начиная от нуля, и конденсатор начнет заряжаться. В цепи появится ток, однако в первый момент заряда конденсатора, несмотря на то, что напряжение на его пластинах только что появилось и еще очень мало, ток в цепи (ток заряда) будет наибольшим. По мере же увеличения заряда конденсатора ток в цепи убывает и доходит до нуля в момент, когда конденсатор полностью зарядится. При этом напряжение на пластинах конденсатора, строго следуя за напряжением генератора, становится к этому моменту максимальным, но обратного знака, т. е. направлено навстречу напряжению генератора.

Рис. 1. Изменение тока и напряжения в цепи с емкостью

Таким образом, ток с наибольшей силой устремляется в свободный от заряда конденсатор, но тут же начинает убывать по мере заполнения зарядами пластин конденсатора и падает до нуля, полностью зарядив его.

Сравним это явление с тем, что происходит с потоком воды в трубе, соединяющей два сообщающихся сосуда (рис. 2),один из которых наполнен, а другой пустой. Стоит только выдвинуть заслонку, преграждающую путь воде, как вода сразу же из левого сосуда под большим напором устремится по трубе в пустой правый сосуд. Однако тотчас же напор воды в трубе начнет постепенно ослабевать, вследствие выравнивания уровней в сосудах, и упадет до нуля. Течение воды прекратится.

Рис. 2. Изменение напора воды в трубе, соединяющей сообщающиеся сосуды, сходно с изменением тока в цепи во время заряда конденсатора

Подобно этому и ток сначала устремляется в незаряженный конденсатор, а затем постепенно ослабевает по мере его заряда.

С началом второй четверти периода, когда напряжение генератора начнет сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее убывать, заряженный конденсатор будет разряжаться на генератор, что вызовет в цепи ток разряда. По мере убывания напряжения генератора конденсатор все больше и больше разряжается и ток разряда в цепи возрастает. Направление тока разряда в этой четверти периода противоположно направлению тока заряда в первой четверти периода. Соответственно этому кривая тока, пройдя нулевое значение, располагается уже теперь ниже оси времени.

К концу первого полупериода напряжение на генераторе, а также и на конденсаторе быстро приближается к нулю, а ток в цепи медленно достигает своего максимального значения. Вспомнив, что величина тока в цепи тем больше, чем больше величина переносимого по цепи заряда, станет ясным, почему ток достигает максимума тогда, когда напряжение на пластинах конденсатора, а следовательно, и заряд конденсатора быстро убывают.

С началом третьей четверти периода конденсатор вновь начинает заряжаться, но полярность его пластин, так же как и полярность генератора, изменяется «а обратную, а ток, продолжая течь в том же направлении, начинает по мере заряда конденсатора убывать, В конце третьей четверти периода, когда напряжения на генераторе и конденсаторе достигают своего максимума, ток становится равным нулю.

В последнюю четверть периода напряжение, уменьшаясь, падает до нуля, а ток, изменив свое направление в цепи, достигает максимальной величины. На этом и заканчивается период, за которым начинается следующий, в точности повторяющий предыдущий, и т. д.

Итак, под действием переменного напряжения генератора дважды за период происходят заряд конденсатора (первая и третья четверти периода) и дважды его разряд (вторая и четвертая четверти периода). Но так как чередующиеся один за другим сопровождаются каждый раз прохождением по цепи зарядного и разрядного токов, то мы можем заключить, что по цепи с емкостью проходит .

Убедиться в этом можно на следующем простом опыте. Подключите к сети переменного тока через лампочку электрического освещения мощностью 25 Вт конденсатор емкостью 4-6 мкф. Лампочка загорится и не погаснет до тех пор, пока не будет разорвана цепь. Это говорит о том, что по цепи с емкостью проходил переменный ток. Однако проходил он, конечно, не сквозь диэлектрик конденсатора, а в каждый момент времени представлял собой или ток заряда или ток разряда конденсатора.

Диэлектрик же, как нам известно, поляризуется под действием электрического поля, возникающего в нем при заряде конденсатора, и поляризация его исчезает, когда конденсатор разряжается.

При этом диэлектрик с возникающим в нем током смещения служит для переменного тока своего рода продолжением цепи, а для постоянного разрывает цепь. Но ток смещения образуется только в пределах диэлектрика конденсатора, и поэтому сквозного переноса зарядов по цепи не происходит.

Сопротивление, оказываемое конденсатором переменному току, зависит от величины емкости конденсатора и от частоты тока.

Чем больше емкость конденсатора, тем больший заряд переносится по цепи за время заряда и разряда конденсатора, а следовательно, и тем больший будет ток в цепи. Увеличение же тока в цепи свидетельствует о том, что уменьшилось ее сопротивление.

Следовательно, с увеличением емкости уменьшается сопротивление цепи переменному току.

Увеличение увеличивает величину переносимого по цепи заряда, так как заряд (а равно и разряд) конденсатора должен произойти быстрее, чем при низкой частоте. В то же время увеличение величины переносимого в единицу времени заряда равносильно увеличению тока в цепи, а следовательно, уменьшению ее сопротивления.

Если же мы каким-либо способом будем постепенно уменьшать частоту переменного тока и сведем ток к постоянному, то сопротивление конденсатора, включенного в цепь, будет постепенно возрастать и станет бесконечно большим (разрыв цепи) к моменту появления в .

Следовательно, с увеличением частоты уменьшается сопротивление конденсатора переменному току.

Подобно тому как сопротивление катушки переменному току называют индуктивным, сопротивление конденсатора принято называть емкостным.

Таким образом, емкостное сопротивление тем больше, чем меньше емкость цепи и частота питающего ее тока.

Емкостное сопротивление обозначается через Хс и измеряется в омах.

Зависимость емкостного сопротивления от частоты тока и емкости цепи определяется формулой Хс = 1/ ωС, где ω — круговая частота, равная произведению 2 πf , С-емкость цепи в фарадах.

Емкостное сопротивление, как и индуктивное, является реактивным по своему характеру, так как конденсатор не потребляет энергии источника тока.

Формула для цепи с емкостью имеет вид I = U/Xc , где I и U — действующие значения тока и напряжения; Хс — емкостное сопротивление цепи.

Свойство конденсаторов оказывать большое сопротивление токам низкой частоты и легко пропускать токи высокой частоты широко используется в схемах аппаратуры связи.

С помощью конденсаторов, например, достигается необходимое для работы схем разделение постоянных токов и токов низкой частоты от токов высокой частоты.

Если нужно преградить путь току низкой частоты в высокочастотную часть схемы, последовательно включается конденсатор небольшой емкости. Он оказывает большое сопротивление низкочастотному току и в то же время легко пропускает ток высокой частоты.

Если же надо не допустить ток высокой частоты, например, в цепь питания радиостанции, то используется конденсатор большой емкости, включаемый параллельно источнику тока. Ток высокой частоты в этом случае проходит через конденсатор, минуя цепь питания радиостанции.

Активное сопротивление и конденсатор в цепи переменного тока

На практике часто встречаются случаи, когда в цепи последовательно с емкостью Общее сопротивление цепи в этом случае определяется по формуле

Следовательно, полное сопротивление цепи, состоящей из активного и емкостного сопротивлений, переменному току равно корню квадратному из суммы квадратов активного и емкостного сопротивлений этой цепи.

Закон Ома остается справедливым и для этой цепи I = U/Z .

На рис. 3 приведены кривые, характеризующие фазовые соотношения между током и напряжением в цепи, содержащей емкостное и активное сопротивления.

Рис. 3. Ток, напряжение и мощность в цепи с конденсатором и активным сопротивлением

Как видно из рисунка, ток в этом случае опережает напряжение уже не на четверть периода, а меньше, так как активное сопротивление нарушило чисто емкостный (реактивный) характер цепи, о чем свидетельствует уменьшенный сдвиг фаз. Теперь уже напряжение на зажимах цепи определится как сумма двух слагающих: реактивной слагающей напряжения u с, идущей на преодоление емкостного сопротивления цепи, и активной слагающей напряжения преодолевающей активное ее сопротивление.

Чем больше будет активное сопротивление цепи, тем меньший сдвиг фаз получится между током и напряжением.

Кривая изменения мощности в цепи (см. рис. 3) дважды за период приобрела отрицательный знак, что является, как нам уже известно, следствием реактивного характера цепи. Чем менее реактивная цепь, тем меньше сдвиг фаз между током и напряжением и тем большую мощность источника тока эта цепь потребляет.

Емкостное сопротивление это сопротивление переменному току, которое оказывает электрическая емкость. Ток в цепи с емкостью опережает напряжение по фазе на 90 градусов. Емкостное сопротивление является реактивным, то есть потерь энергии в нем не происходит как, например, в активном сопротивлении. Емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте переменного тока.

Проведем эксперимент, для этого нам понадобится. Конденсатор лампа накаливания и два источника напряжения один постоянного тока другой переменного. Для начала построим цепь, состоящую из источника постоянного напряжения, лампы и конденсатора все это включено последовательно.

Рисунок 1 — конденсатор в цепи постоянного тока

При включении тока лампа вспыхнет на короткое время, а потом погаснет. Так как для постоянного тока конденсатор имеет большое электрическое сопротивление. Оно и понятно ведь между обкладками конденсатора находится диэлектрик, через который постоянный ток не способен пройти. А вспыхнет лампа по тому, что в момент включения источника постоянного напряжения идет кратковременный импульс тока, заряжающий конденсатор. А раз ток идет значит и лампа светится.

Теперь в этой цепи заменим источник постоянного напряжения на генератор переменного. При включении такой цепи мы обнаружим, что лампа буде светится непрерывно. Происходит это по тому, что конденсатор в цепи переменного тока заряжается за четверть периода. Когда напряжение на нем достигнет амплитудного значения, напряжение на нем начинает уменьшаться, и он будет, разряжается следующие четверть периода. В следующие пол периода процесс повторится снова, но напряжение в этот раз уже будет отрицательным.

Таким образом, в цепи непрерывно течет ток хотя он и меняет при этом свое направление дважды за период. Но через диэлектрик конденсатора заряды не проходят. Как же это происходит.

Представим себе конденсатор, подключаемый к источнику постоянного напряжения. При включении, источник убирает электроны с одной обкладки, тем самым создавая на ней положительный заряд. А на второй обкладке добавляет электронов, создавая тем самым равный по величине, но противоположный по знаку отрицательный заряд. В момент перераспределения зарядов в цепи протекает ток заряда конденсатора. Хотя электроны при этом не движутся через диэлектрик конденсатора.

Рисунок 2 — заряд конденсатора

Если теперь из цепи исключить конденсатор, то лампа будет светить ярче. Это говорит о том, что емкость создает сопротивление, току ограничивая его величину. Происходит это из-за того что при заданной частоте тока значение ёмкости мало и она не успевает накопить достаточно энергии в виде зарядов на своих обкладках. И при разряде будет протекать ток меньше чем способен развить источник тока.

Опыт показывает, что если последовательно с лампочкой соединить конденсатор и подключить их к генератору постоянного напряжения, то лампочка не горит. Это понятно, так как обкладки конденсатора разделены диэлектриком, и цепь оказывается разомкнутой. При подключении конденсатора к источнику постоянного тока возникает кратковременный импульс тока, который зарядит конденсатор до напряжения источника, а затем ток прекратится. Но если эту цепь подключить к источнику переменного напряжения, то лампочка горит. Переменный ток представляет собой вынужденные электромагнитные колебания, происходящие под действием переменного электромагнитного поля генератора. При включении конденсатора в цепь переменного тока процесс его зарядки длится четверть периода. После достижения амплитудного значения напряжение между обкладками конденсатора уменьшается, и конденсатор в течение четверти периода разряжается. В следующую четверть периода конденсатор снова заряжается, но знак заряда на его обкладках изменяется на противоположный и т.д. Через диэлектрик, разделяющий обкладки конденсатора, как и в цепи постоянного тока, электрические заряды не проходят. Но по проводам, соединяющим обкладки конденсатора с источником напряжения, течет переменный ток разрядки и зарядки конденсатора. Поэтому лампочка, включенная последовательно с конденсатором, будет гореть непрерывно. Если теперь конденсатор отсоединить, то лампочка горит ярче. Следовательно, конденсатор оказывает переменному току сопротивление, которое называется емкостным сопротивлением .

Рассмотрим цепь (рис. 1), состоящую из конденсатора и подводящих проводов, сопротивление которых пренебрежительно мало, и генератора переменного напряжения.

Пусть напряжение на конденсаторе изменяется по закону $~U = U_0\sin wt.$ Как известно, заряд на обкладках конденсатора можно определить по формуле $~q = CU = CU_0\sin wt.$ Сила тока $~I = q».$ Следовательно,

$~I = -wCU_0\cos wt = wCU_0\sin(wt+\frac {\pi}2).$

Отсюда $~I=I_0\sin (wt +\frac {\pi}2),$

где $~I_0=wCU_o$ — амплитудное значение силы тока:

$~I_0=\frac {U_0}{\frac 1{wC}}; I_0 =\frac {U_0}{X_C},$

где $~X_C = \frac 1{wC}.$

Выразив амплитудные значения через действующие $~I_0 = \sqrt2 I $ и $~U_0 = \sqrt2 U,$ получим $~I= \frac U{X_C}, $ т.е. действующее значение силы тока связано с деиству-Хс ющим значением напряжения на конденсаторе точно так же, как связаны согласно закону Ома сила тока и напряжение на участке цепи постоянного тока. Это позволяет рассматривать величину Х с как сопротивление конденсатора переменному току:

$~X_C = \frac 1{wC}$ — емкостное сопротивление.

В СИ единицей емкостного сопротивления является ом (Ом).

Как видно из полученной выше формулы, если в цепи включено только емкостное сопротивление, колебания силы тока в этой цепи опережают по фазе колебания напряжения на конденсаторе на $~\frac {\pi}2,$ что изображено на графике и на векторной диаграмме (рис. 2).

Мгновенная мощность

$~P=IU = I_0\sin (wt +\frac {\pi}2)U_0\sin wt = I_0U_0\sin wt \cos wt =\frac {I_0U_0}2 \sin 2wt,$

т.е. мощность периодически изменяется с двойной частотой, а среднее значение мощности — за период $\mathcal h P \mathcal i =0,$ так как $~\mathcal h \sin 2wt \mathcal i = 0.$ Первую и третью четверти периода, когда конденсатор заряжается, он получает энергию от генератора, а вторую и четвертую четверти периода, когда конденсатор разряжается, он отдает энергию генератору.

Таким образом, так же, как активное сопротивление, емкостное сопротивление ограничивает силу тока в цепи, но в отличие от активного сопротивления на емкостном сопротивлении электрическая энергия не превращается необратимо в другие виды энергии.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 402-404.

Реактивное сопротивление – электрическое сопротивление переменному току, обусловленное передачей энергии магнитным полем в индуктивностях или электрическим полем в конденсаторах.

Элементы, обладающие реактивным сопротивлением, называют реактивными.

Реактивное сопротивление катушки индуктивности.

При протекании переменного тока I в катушке, магнитное поле создаёт в её витках ЭДС, которая препятствует изменению тока.
При увеличении тока, ЭДС отрицательна и препятствует нарастанию тока, при уменьшении — положительна и препятствует его убыванию, оказывая таким образом сопротивление изменению тока на протяжении всего периода.

В результате созданного противодействия, на выводах катушки индуктивности в противофазе формируется напряжение U , подавляющее ЭДС, равное ей по амплитуде и противоположное по знаку.

При прохождении тока через нуль, амплитуда ЭДС достигает максимального значения, что образует расхождение во времени тока и напряжения в 1/4 периода.

Если приложить к выводам катушки индуктивности напряжение U , ток не может начаться мгновенно по причине противодействия ЭДС, равного -U , поэтому ток в индуктивности всегда будет отставать от напряжения на угол 90°. Сдвиг при отстающем токе называют положительным.

Запишем выражение мгновенного значения напряжения u исходя из ЭДС (ε ), которая пропорциональна индуктивности L и скорости изменения тока: u = -ε = L(di/dt) .
Отсюда выразим синусоидальный ток .

Интегралом функции sin(t) будет -соs(t) , либо равная ей функция sin(t-π/2) .
Дифференциал dt функции sin(ωt) выйдет из под знака интеграла множителем 1/ω .
В результате получим выражение мгновенного значения тока со сдвигом от функции напряжения на угол π/2 (90°).
Для среднеквадратичных значений U и I в таком случае можно записать .

В итоге имеем зависимость синусоидального тока от напряжения согласно Закону Ома, где в знаменателе вместо R выражение ωL , которое и является реактивным сопротивлением:

Реактивное сопротивлениие индуктивностей называют индуктивным.

Реактивное сопротивление конденсатора.

Электрический ток в конденсаторе представляет собой часть или совокупность процессов его заряда и разряда – накопления и отдачи энергии электрическим полем между его обкладками.

В цепи переменного тока, конденсатор будет заряжаться до определённого максимального значения, пока ток не сменит направление на противоположное. Следовательно, в моменты амплитудного значения напряжения на конденсаторе, ток в нём будет равен нулю. Таким образом, напряжение на конденсаторе и ток всегда будут иметь расхождение во времени в четверть периода.

В результате ток в цепи будет ограничен падением напряжения на конденсаторе, что создаёт реактивное сопротивление переменному току, обратно-пропорциональное скорости изменения тока (частоте) и ёмкости конденсатора.

Если приложить к конденсатору напряжение U , мгновенно начнётся ток от максимального значения, далее уменьшаясь до нуля. В это время напряжение на его выводах будет расти от нуля до максимума. Следовательно, напряжение на обкладках конденсатора по фазе отстаёт от тока на угол 90 °. Такой сдвиг фаз называют отрицательным.

Ток в конденсаторе является производной функцией его заряда i = dQ/dt = C(du/dt) .
Производной от sin(t) будет cos(t) либо равная ей функция sin(t+π/2) .
Тогда для синусоидального напряжения u = U amp sin(ωt) запишем выражение мгновенного значения тока следующим образом:

i = U amp ωCsin(ωt+π/2) .

Отсюда выразим соотношение среднеквадратичных значений .

Закон Ома подсказывает, что 1/ωC есть не что иное, как реактивное сопротивление для синусоидального тока:

Реактивное сопротивление конденсатора в технической литературе часто называют ёмкостным. Может применяться, например, в организации ёмкостных делителей в цепях переменного тока.

Онлайн-калькулятор расчёта реактивного сопротивления

Необходимо вписать значения и кликнуть мышкой в таблице.
При переключении множителей автоматически происходит пересчёт результата.

Реактивное сопротивление ёмкости
X C = 1 /(2πƒC)

Конденсатор оказывает определённое сопротивление переменному току и совершенно не проводит постоянный. Это свойство находит применение в различных областях радиоэлектроники и электротехники. Ёмкостное сопротивление в цепи переменного тока зависит от частоты последнего и ёмкости конденсатора.

Основные понятия

Ёмкостное сопротивление — это величина , которая создаётся конденсатором, включённым в цепь. Сопротивление подводящих проводов должно быть непренебрежимо большим. При подаче переменного тока возникают процессы, обусловленные периодическим зарядом и разрядом конденсатора.

Период разбивается на четыре четверти. В течение первой четверти напряжение растёт. В этот момент по цепи проходит зарядный ток, сила которого будет уменьшаться, достигнув нуля, когда электродвижущая сила достигнет положительного максимума. Конденсатор полностью заряжен. После этого начнётся спад напряжения. Конденсатор будет разряжаться через подключённую к нему нагрузку. По цепи потечёт ток.

К концу полупериода величина напряжения будет равна нулю, а сила тока будет наибольшей. Разрядка завершена. В начале третьей четверти электродвижущая сила будет возрастать, изменив своё направление. Вновь начнётся процесс заряда. Направление зарядного тока в третью четверть будет таким же, как и в предыдущую. По мере зарядки конденсатора эта величина будет убывать. К концу третьей четверти процесс зарядки будет завершён.

Электродвижущая сила достигнет своего наибольшего отрицательного значения. А на той обкладке, на которой в течение первого полупериода был положительный заряд, теперь будет отрицательный. Во время четвёртой четверти значение электродвижущей силы снова будет стремиться к нулю. Конденсатор будет разряжаться. Соответственно, в цепи появится постепенно нарастающий ток. Процесс повторяется. Таким образом, фаза переменного тока в конденсаторной цепи опережает фазу напряжения на 90 градусов.

Формула сопротивления

Формула ёмкостного сопротивления выводится следующим образом:

Чтобы получить значение ёмкостного сопротивления в омах, следует разделить единицу на число, полученное после умножения угловой частоты на ёмкость. Из этой формулы вытекает, что чем больше ёмкость конденсатора или частота переменного тока, тем меньше его сопротивление.

Когда частота будет равна нулю (постоянный ток), ёмкостное сопротивление станет бесконечно большим. Конденсатор очень большой ёмкости будет проводить ток в широком диапазоне частот.

Применение на практике

Свойства конденсатора используются при конструировании различных фильтров. Действие ёмкостного сопротивления в этом случае зависит от способа подключения детали:

Если он присоединён параллельно нагрузке, то получится фильтр, задерживающий высокие частоты. С их ростом падает сопротивление конденсатора. Соответственно, нагрузка на высоких частотах шунтируется сильнее, чем на низких.
Если деталь подключена последовательно с нагрузкой, то получится фильтр, задерживающий низкие частоты. Эта схема также не пропускает постоянное напряжение.

Ещё одна область применения — отделение переменной составляющей от постоянной. Например, в оконечных каскадах усилителей звуковой частоты. Чем выше ёмкость, тем более низкую частоту способен воспроизвести подключённый громкоговоритель.

Благодаря своим свойствам конденсаторы используются в тех случаях, когда необходимо передать и постоянный, и переменный ток по одним и тем же проводам. Источник постоянного напряжения подключается к общему проводу и второму выводу ёмкости , через которую присоединяется источник переменного напряжения. На другой стороне происходит разделение: потребитель переменного подключается через конденсатор той же ёмкости, а потребитель постоянного — напрямую, до выводов детали.

Распространённый пример подобного использования — это телевизионная наружная антенна с усилителем. Сам телевизор или подключаемое к кабелю устройство, называемое «инжектором», подаёт напряжение питания. В антенном усилителе происходит разделение и фильтрация сигналов. Таким образом, ёмкостное сопротивление конденсатора находит широкое применение . Фильтры обеспечивают задержку одних сигналов и прохождение — других.

Благодаря этому свойству, можно передавать сразу и переменное, и постоянное напряжение, что имеет немаловажное значение при построении некоторых линий связи.

Способствует ли активный выбор использованию зеленой энергии? Экспериментальные данные по JSTOR

Абстрактный

Многие официальные лица рассматривают возможность или желательность использования архитектуры выбора для увеличения использования экологически чистых («зеленых») продуктов и видов деятельности. Правильный подход может принести значительные экологические выгоды, включая значительное сокращение выбросов парниковых газов и улучшение качества воздуха. В этой статье представлены новые данные онлайн-эксперимента, в котором 1245 участникам были заданы вопросы о гипотетических программах зеленой энергии.Главный вывод состоит в том, что активный выбор имеет большее влияние на продвижение использования зеленой энергии, чем использование зеленой энергии по умолчанию (автоматическое включение в зеленую энергию), по-видимому, из-за взаимодействия между чувством вины и реактивным сопротивлением людей. Этот вывод в основном обусловлен тем фактом, что, когда зеленая энергия стоит дороже, значительно увеличивается количество отказов от зеленых дефолтов, тогда как при активном выборе зеленая энергия сохраняет значительную привлекательность, даже если она стоит дороже. В частности, мы сообщаем о четырех основных выводах.Во-первых, принуждение участников к активному выбору между поставщиком зеленой энергии и стандартным поставщиком энергии привело к большему количеству участников в зеленой программе, чем при использовании значений по умолчанию для зеленой энергии или стандартных значений по умолчанию (автоматическая регистрация в стандартной энергии). Во-вторых, активный выбор заставлял участников чувствовать себя более виноватыми из-за того, что они не участвовали в программе зеленой энергии, чем это вызвало либо стандартные, либо стандартные значения по умолчанию для зеленой энергии; уровень вины был положительно связан с вероятностью зачисления.В-третьих, респонденты дали более низкий рейтинг одобрения по умолчанию для зеленой энергии, чем для стандартной энергии по умолчанию, но только тогда, когда зеленая энергия требует дополнительных затрат, что предполагает реакцию на экологические дефолты, когда зачисление означает дополнительные частные расходы. В-четвертых, респонденты, по-видимому, пришли к выводу, что зеленая энергия автоматически будет стоить дороже и / или будет иметь худшее качество, чем менее экологически чистая энергия. Эти результаты поднимают важные вопросы как для будущих исследований, так и для разработки политики.Если они отражают поведение в реальном мире, они предполагают потенциально большие последствия активного выбора — возможно, в некоторых случаях большие, чем эффекты по умолчанию при использовании зеленой энергии.

Информация о журнале

Изданный студентами юридического факультета Беркли, Ecology Law Quarterly — один из самых уважаемых и широко читаемых национальных журналов по экологическому праву.

Информация об издателе

Университетом управляют Регенты, которые в соответствии со Статьей IX, Раздел 9 Конституции Калифорнии имеют «полные организационные и управленческие полномочия», подчиняющиеся только очень специфическим областям законодательного контроля.В статье говорится, что «университет должен быть полностью независимым от любого политического и сектантского влияния и оставаться свободным от него при назначении своих регентов и управлении своими делами».

Сверхкомпактный ГУН высокой мощности с концепцией активного реактивного сопротивления на частоте 24 ГГц

(1)

Сверхкомпактный ГУН высокой мощности

с концепциями активного реактивного сопротивления на частоте 24 ГГц

Э. Сёнмез, А.Trasser, K. -B. Шад, П. Абеле и Х. Шумахер

Департамент электронных устройств и схем, Университет Ульма, D-89069 Ульм, Германия

[email protected]

Чрезвычайно компактная компоновка и Методы проектирования схем были применены к коммерчески доступный гетеробиполярный транзистор Si / SiGe (HBT) MMIC технология. Сверхкомпактное напряжение Управляемый генератор с высокой выходной мощностью был , обращаясь к диапазону ISM на 24 ГГц. Концепция активного реактивного сопротивления позволила реализовать расположение этой MMIC на сверхкомпактной площади 300 300 м. Предусмотрен контроль напряжения

посредством регулируемой по напряжению активной индуктивности. Уменьшить Осциллятор нажимается, добавлен каскодный буфер. Ан Достигнута выходная мощность +1 дБмВт на частоте 24 ГГц.

I. ВВЕДЕНИЕ

Как стоимость аналоговых СВЧ или ММВ входная электроника становится основным фактором при увеличении частоты работы, уменьшение площади микросхемы имеет первостепенное значение для решения проблемы низкой стоимости, ориентированный на потребителя рынок повышенных частот.В 1] интегрированная сверхкомпактная конструкция генератора на

на основе ядра генератора Клаппа [2], где обычно используемая на кристалле индуктивность спирали имеет была заменена активной индуктивностью.

Эта работа описывает генератор, управляемый напряжением, который основан на [1]. Контроль напряжения был реализуется с помощью регулируемой по напряжению активной индуктивности. Осциллятор за сердечником следует каскад буферного усилителя, чтобы Изолируйте сердечник ГУН от импеданса нагрузки.Избранный концепция активного компонента позволила реализовать ГУН на сверхкомпактной площади м.

II. ВКОТОПОЛОГИЯ

Ядро ГУН, использующее активный параллельный резонанс цепи, за которой следует каскодный буферный усилитель. Буфер усилитель с большим усилением в частотном диапазоне of! «# получить высокий уровень выходной мощности проблематично.

Чтобы иметь возможность извлекать большую мощность из ядра генератора без необходимости в каскаде высокого усиления, ГУН был выбран сердечник с активными реактивными сопротивлениями [1].

Используемые модели представляют собой масштабируемую модель MEXTRAM для транзисторы (см. [3], [4] и [5]) и масштабируемые модели для пассивных элементов, описывающих электрическое поведение встроенных линий передачи и емкостей.

A. Активная емкость

На рисунке 1 вы можете увидеть подробную электрическую схему. активной емкости, которая представляет собой сердечник Схема Клаппа-Гурье. Транзистор Т1 — основной транзистор, обеспечивающий в определенном диапазоне частот отрицательное сопротивление на его базовом выводе.T2 действует как ток источник. На выводе коллектора Т1 цепь может быть загружен. Отрицательный импеданс входной клеммы равен генерируется емкостной обратной связью. Входное сопротивление может приблизительно описываться уравнением [6]:

$% & (‘) + * -, .0 / 2131 / 54 6 7 .8: 9 3 9 / 9 3; 9 / <

Емкость база-эмиттер транзистора T1 должна быть учитывать параллельно =

6 . Результаты симуляции Vcc Т2 Т1 Т3 активный toamp. C2 C1 из индуктивность

Рисунок 1: Схема активной емкости Обеспечьте отрицательное сопротивление входной клеммы от

> «? @ A # BDCE? @A

. Схема показывает при эксплуатации частота FG

? @ # А

положительное сопротивление около ГИХ. An

индуктивность с отрицательным сопротивлением необходима для положительное усиление петли в сердечнике генератора.

B. Активная индуктивность

Подробная принципиальная схема перестраиваемого активного Воздухопроницаемость можно увидеть на Рисунке 2.Т4 — главный транзистор, обеспечение отрицательного сопротивления на своем выводе эмиттера. В активная индуктивность реализована в виде модифицированного каскода усилитель с емкостной обратной связью, нагруженный в основании Транзистор Т6 в конфигурации с общим эмиттером. В результирующее индуктивное значение этой цепи можно контролировать с помощью потенциал на базе транзистора Т4. Здесь база потенциал задается простым делителем напряжения, относящимся к настройка напряжения JLKNMPOQ.

Первый подход к описанию активной индуктивности: применяя простейший RTSUWV2XZY

B \ [

(2)
_`
и = ba
`
, и предполагая, что транзисторы T4 и T6 имеют такого же размера.Импеданс клеммы, изображенный на Рисунок 2 получен как:
cdfeg5 ‘ 6 h3ikj 6 ) . / lnmNoqp 6 ) . / lmNopLrs . pWt,
где u, = awv и x — крутизна T4
и T6, емкость база-эмиттер T6 и Индуктивность линии передачи подключения транзистора Т4 к
г
`z`
соответственно. Здесь цепь действует как индуктивность для {«=
a | v \}
6
.
с. Специально для активной индуктивности
Lay-V _куб.см Т4 T6 T5 С по В _{управление} емкость активный
Рисунок 2: Схема настраиваемой активной индуктивности наши паразиты должны быть смоделированы и приняты во внимание точно. Из-за большого сигнала В условиях малосигнального подхода нельзя описать все характеристики схемы. Анализ большого сигнала, например гармонический баланс учитывает нелинейности в транзисторы, у которых отрицательное сопротивление Схема может быть выведена примерно до ~ # €.
C. Буферный усилитель с каскодной топологией
Входное сопротивление буфера каскода. Усилитель, показанный на Рисунке 3, имеет мощность, согласованную с выходным сигналом. сопротивление активной емкости. Транзистор Т9 подключен к питающему напряжению через внешнее смещение-T. Моделируемый прирост мощности реализованного буфера усилитель у! Я есть! W‚ƒ „L….
D. Схема ГУН
Принципиальная схема ГУН дополнена подключение выходного терминала настраиваемого активного индуктивность через емкость блока постоянного тока на кристалле на входе клеммы активной емкости и нагрузки активной емкость с буферным блоком каскода, который может быть показано на рисунке 4.
E. Планировка
Фотография микросхемы реализованной схемы может быть показано на рисунке 5. Применение активных реактивных сопротивлений в конструкция VCO требует точных знаний и учет паразитных индуктивностей линий электропередачи. В Сам процесс верстки является итеративным. Макет паразитики
Vcc T9 T8 T10 из осциллятор ядро  из
Рисунок 3: Схема буферного каскада в каскоде конфигурация
необходимо учитывать при моделировании схема, показанная на рисунке 4.Результаты моделирования затем используется для повторного изменения макета схемы.
Vcc
300 мкм
Земля
Сигнал
Земля
контроль
В
Рисунок 5: Чип-фотография F † G ? @A
VCO
F. Результаты
Зондирование ГУН на пластине проводилось с применением сердечника. подать напряжение через иглу на панель «V ‡ z ‡» и
управляющее напряжение на панели «V ‡ zˆ2OKN ‰ -ˆqŠ» соответственно.В
Выход
подключается через копланарный межфланцевый зонд и внешнее смещение -T к напряжению питания. Максимум выходной уровень мощности B
F0 ‹
>
YLŒI atF † GW ‹Ž ? @A
был измерено. Общее затухание измерительной установки1
был определен в соответствии с GYLŒ. Поэтому фактический выход
мощность можно оценить в
С
YLŒI. Общий ток
потребление мА при напряжении питания «L‹ »В имеет
определено.Спектральную выходную мощность можно увидеть на рисунке 6. Фазовый шум равен B ““
YWŒI ”P • @ # А
при C Ž —
@A
смещение от носителя, измеренное на пластине. Однако это
1 _{датчик заземления-сигнала-заземления, тройник смещения, коаксиальный кабель и два}
межсоединений
(3)
из
буферный усилитель
V _куб.см V _{управление}
активная индуктивность активная емкость
Рисунок 4: Схема полного ГУН считается, что преобладает низкочастотный звукосниматель в
иглы для зонда.−70 −60 −50 −40 −30 −20 −10 0 23,5 23,6 23,7 23,8 23,9 24,0 24,1 24,2 24,3 24,4 Власть / ( — дБм ) Частота f / (ГГц) RBW = 1 МГц
Рисунок 6: Спектральный выход ГУН с выходом мощность ~ # L‚˜ „L… I ™ при! Вт‚ # (без поправки на
измерительных потерь)
Результаты частотных характеристик можно увидеть на Рисунок 7. Управляющее напряжение выше напряжения питания. из-за способа смещения транзистора T4 на рисунке 2 делителем напряжения. В В`ЗШ e ›Nœ šq Ÿž ! W‚ƒ V транзистор Т4 и у В`зша e ›Nœ š ž
L ‚V транзистор T6 активного
Индуктивность
соответственно находится в состоянии мягкого пробоя.III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Использование зрелого коммерчески доступного Si / SiGe HBT процесс, концепция осциллятора, основанная на Клаппе-Гурье реализована схема с буферным усилителем. В проницаемость в резонансном контуре реализована как настраиваемая активная индуктивность. Площадь микросхемы ГУН была только ¡м ¢. Это уменьшение площади чипа было
благодаря замене спирального индуктора на активная индуктивность. Следовательно, высокая выходная мощность может быть извлекается из сердечника генератора.Уровень выходной мощности
4
£ „L… I ™ at! I был определен, обращаясь к
ISM-Band. В будущем работа будет сосредоточена на большем количестве тщательная характеристика и оптимизация фазового шума.
Мы предполагаем использование этого надежного и компактного ГУН. проектирование в чрезвычайно компактных и дешевых SiGe MMIC, например
23,5 23,6 23,7 23,8 23,9 24,0 4,0 4,4 4,8 5,2 5,6 6,0 −10 −8 −6 −4 −2 0 Частота f / ( ¤ ГГц ) Выходная мощность / ( ¥ дБм ) Управляющее напряжение / (В) Частота Власть
Рисунок 7. Частотная характеристика ГУН †! «(Не
с поправкой на потери измерений)
для RFID, простого радара или транспондера ближнего действия Приложения.
IV. ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
[1] Э. Сёнмез, П. Абеле, К.-Б. Шад и Х. Шу-Махер, «Конструкция интегрированного генератора 16 ГГц с Активные элементы в готовом к производству SiGe HBT MMIC Technology, EUMC, Париж, Франция, 2.-6. Октябрь 2000 г.
[2] М. Сойер, Дж. Н. Бургхартц, Х. А. Эйнспан, К. А. Дженкинс, П. Сяо, А. Р. Шахани, М. С. Долан и Д. Л. Хараме, «Напряжение SiGe 3 В на частоте 11 ГГц. Управляемый осциллятор со встроенным резонатором », IEEE
Журнал твердотельных схем, вып.32, с. 1451–
1454, сентябрь 1997 г.
[3] Э. Сёнмез, В. Дюрр, П. Абеле, К.-Б. Шад и Х. Шумахер, “Извлечение параметров SiGe HBT для масштабируемая модель MEXTRAM и производительность Проверка приемным смесителем SiGe HBT MMIC Actice Дизайн для 11 ГГц, кремний IEEE / MTT-S
Монолитные интегральные схемы в радиочастотных системах, Гармиш-Партенкирхен, Германия, 26.-28. Апрель 2000.
[4] W. J. Kloosterman, J.Гилен А.М., Гилен Д. М. Клаасен, “Эффективное извлечение параметров для Модель MEXTRAM », Proc. IEEE Bipolar / BiCMOS
(4)
Circuits nad Technology Meeting, Миннеаполис, Миннесота,
с. 70–13, 1995.
[5] L.C.N. de Vreede, ВЧ кремниевые ИС для широкополосной связи
Системы связи. ISBN 90-594-2,
к.э.н. Диссертация, Делфтский технологический университет, 1996. [6] Г. Д. Венделин, А. М. Павио, У.Л. Роде,
Проектирование микросхем СВЧ с использованием линейных и нелинейных Методы. Wiley-Interscience, 1990. .
Треугольников мощности и импеданса — тригонометрия и генерация однофазного переменного тока для электриков
Это тот момент, когда я попрошу вас взять меня за руку и поверить мне. Хорошо, тебе не нужно брать меня за руку, но ты должен мне доверять. Мы собираемся начать использовать некоторые термины, прежде чем полностью углубиться в их теорию.Я обещаю, что мы более подробно рассмотрим эти концепции в будущих уроках.
При работе с цепями постоянного тока единственное, что препятствует току, — это сопротивление в цепи.
Рис. 20. Резистивная цепь постоянного тока
Как мы узнаем в последующих разделах, переменный ток добавляет компонент, который также противодействует току. Это называется реактивным сопротивлением и проходит под углом 90 градусов к сопротивлению цепи. Это означает, что их невозможно арифметически сложить; это должно быть сделано с использованием теоремы Пифагора.Когда вы складываете эти два вместе, вы получаете полное сопротивление потоку тока, называемое импедансом .
Рис. 21. Индуктивная цепь постоянного тока
Треугольник, который образуется при добавлении сопротивления к реактивному сопротивлению, известен как треугольник импеданса .
Рис. 22. Треугольник полного сопротивления
В треугольнике полного сопротивления сопротивление (r) всегда находится в нижней части треугольника, реактивное сопротивление (x) всегда идет сбоку, а гипотенуза всегда является сопротивлением (z).
При работе с чисто резистивной схемой рассеиваемая мощность находится в форме тепла или света и измеряется в ваттах и известна как истинная мощность или активная мощность . Это продукт I ² R.
Рис. 23. Цепь резистивной мощности
В цепи переменного тока с индуктивностью все еще присутствуют ватты. При прохождении тока через реактивное сопротивление также присутствует реактивная мощность. Эта мощность называется реактивной мощностью , а также мощностью Вт или квадратурной мощностью .Его единица — варс.
Рис. 24. Индуктивная цепь питания
Подобно треугольнику импеданса, мы не можем просто сложить две мощности вместе, чтобы получить общую мощность. Их необходимо добавить, используя теорему Пифагора. Их сумма равна полной мощности (ВА).
Рис. 25. Треугольник мощности
При расчете реактивной мощности мы все еще можем использовать формулы мощности. Нам просто нужно использовать их с реактивным сопротивлением вместо сопротивления.
I ² X = Vars
E ² (напряжение индуктора) / X = Вар
I x E (напряжение индуктора) = Варс
Помните
При построении треугольника сопротивления или мощности резистивная составляющая всегда идет в нижней части треугольника, а реактивная составляющая всегда идет сбоку.
Понимание коэффициента мощности | electricaleasy.com
Энергия нужна и используется повсюду в мире.С точки зрения удобства, эффективности и экономии, лучше всего, чтобы мы генерировали, передавали и распространяли его в электрической форме, прежде чем он будет преобразован в требуемый с помощью подходящего оборудования. По тем же причинам экономии и эффективности мы используем переменный ток, а не постоянный ток. На практике мы производим, передаем и распределяем энергию почти исключительно в форме переменного тока. Постоянный ток используется либо в приложениях постоянного тока (машины постоянного тока и электронные схемы), либо в линиях передачи постоянного тока высокого напряжения.
Везде, где используется питание переменного тока, возникает вопрос о коэффициенте мощности.
Коэффициент мощности
Определяется как « косинус угла между напряжением и током ».
В цепи переменного тока напряжение и ток идеально совпадают по фазе.
Но практически между ними существует разность фаз.
Косинус этой разности фаз называется коэффициентом мощности.
Его можно определить и математически представить следующим образом:

Из рис. (a) выше, можно ясно отметить, что существует разность фаз угла ɸ между вектором напряжения и вектором тока.
Коэффициент мощности = cosɸ
Рис. (b) называется треугольником мощности
Здесь VI sinɸ = реактивная мощность (в ВАр)
VI cosɸ = активная мощность (в ваттах)
VI = полная мощность (в ВА)
PF = cosɸ = активная мощность ( Вт) / Полная мощность (ВА)
Рис. (c) называется треугольником импеданса
Здесь R = сопротивление, X = реактивное сопротивление, Z = импеданс
Z ² = R ² + X ²
PF = cosɸ = R / Z
Коэффициент мощности может быть запаздывающим, опережающим или единичным.
Отстающий коэффициент мощности
Когда ток отстает от напряжения, коэффициент мощности цепи называется «запаздывающим»
Когда цепь индуктивная, коэффициент мощности отстает.
Нагрузки, такие как асинхронные двигатели, катушки, лампы и т. Д., Являются индуктивными и имеют запаздывание pf.
Ведущий коэффициент мощности

Когда ток опережает напряжение (или напряжение отстает от тока), коэффициент мощности цепи называется опережающим.
Когда цепь емкостная, опережающий коэффициент мощности.
Емкостные нагрузки, такие как синхронные конденсаторы, конденсаторные батареи и т. Д., Потребляют опережающий ток. Такие схемы имеют опережающий коэффициент мощности.
Коэффициент мощности Unity

Коэффициент мощности для идеальных цепей равен единице (т.е. 1).
Когда ток и напряжение в фазе, PF = 1
Коэффициент мощности не может быть больше единицы.
Практически он должен быть максимально приближен к единице.
Если коэффициент мощности низкий, возникают следующие проблемы:
Влияние низкого коэффициента мощности
Ток нагрузки
Мощность в цепи переменного тока может быть задана как: P = VI cosɸ
Следовательно, cosɸ = P / VI
I 1 / cosɸ
Аналогичное соотношение может быть получено и для трехфазной цепи. Мы видим, что ток обратно пропорционален pf.
Например, предположим, что мы хотим передать мощность 10 кВА при 100 В
Если PF = 1,
I = P / (V cosɸ) = 10000 / (100 x 1) = 100 A
Если PF = 0 .8,
I = P / (V cosɸ) = 10000 / (100 x 0,8) = 125 A
Следовательно, потребляемый ток выше при низком коэффициенте мощности.
Потери: Как указано выше, для низкого коэффициента мощности потребляемый ток будет большим. Следовательно, потери в меди (потери I ² R) также будут высокими. Это снижает эффективность оборудования.
Перегрев оборудования: I ² R при потерях выделяется тепло (закон Джоуля). Следовательно, повышение температуры будет относительно большим при низком коэффициенте мощности, что приведет к дальнейшему увеличению нагрузки на изоляцию.
Размер проводника: Низкий коэффициент мощности приводит к увеличению тока нагрузки. Если ток нагрузки увеличивается, размер необходимого проводника также увеличивается. Это еще больше увеличит стоимость кондуктора.
кВА Номинальная мощность машины: Машины не рассчитываются в кВт при производстве, потому что коэффициент мощности источника питания неизвестен. Вместо этого они оцениваются в кВА.
Согласно определению, Cosɸ = Активная мощность (кВт) / Полная мощность (кВА)
Следовательно, номинальная мощность кВА = 1 / cosɸ
Следовательно, для низкого коэффициента мощности необходимо оборудование с большей номинальной мощностью кВА.Но чем выше рейтинг кВА, тем больше размер оборудования. Если размер увеличивается, увеличивается и стоимость.
Регулировка напряжения: Определяется как разница между конечным напряжением отправителя и получателя на единицу конечного напряжения отправления. Когда мощность передается с одного конца на другой, напряжение падает по нескольким причинам. Это падение напряжения должно быть в допустимых пределах.
P = VI cosɸ, поэтому I 1 / V
При низком коэффициенте мощности ток будет больше, и, следовательно, будет увеличиваться падение напряжения.Следовательно, регулирование напряжения при низком коэффициенте мощности плохое.
Активная и реактивная мощность (передаваемая мощность): Активная и реактивная мощность передаются по линии вместе. Для питания нагрузки требуется активная мощность. Реактивная мощность необходима для поддержания напряжения в линии. Но если реактивная мощность больше, то передаваемая активная мощность уменьшается. Для низкого коэффициента мощности активная мощность мала, поскольку cosɸ = активная мощность (Вт) / полная мощность (ВА). Это приводит к неэкономичной работе.
Это результат низкого коэффициента мощности. Для оптимальной производительности коэффициент мощности должен быть как можно ближе к единице. Для этого используется оборудование для коррекции коэффициента мощности.
[Также прочтите: Сравнение различных электростанций]

Автор: Манодж Арора — студент-электрик и писатель из Гуджарата, Индия. Он пишет стихи и рассказы, когда не погружается в книгу.
Кредиты для Graphics: Kiran Daware.
Разница реактивного сопротивления сопротивления, эффекты, пример, применение
В этой статье мы узнаем об очень важных терминах теории электрических цепей, то есть о сопротивлении и реактивном сопротивлении. Разница между сопротивлением и реактивностью. Мы попытаемся понять только теоретические концепции и узнаем их определение, единицы измерения и отношения между ними.
За исключением сопротивления, все остальное относится только к цепям переменного тока. Некоторые из них являются свойствами проводника или объекта, а другие — только мнимыми частями.

Что такое сопротивление?
Проще говоря, сопротивление — это свойство объекта, благодаря которому он противодействует прохождению электрического тока, который называется сопротивлением.
Когда мы прикладываем разность потенциалов к объекту, через него протекает электрический ток, если он является проводником, в противном случае ток не будет течь, если объект является изолятором. Однако не существует идеального изолятора, который мог бы полностью противодействовать прохождению электрического тока, и нет идеального проводника, который мог бы проводить электрический ток с нулевым сопротивлением.
В любом случае, сопротивление объекта в основном зависит от материала, из которого он сделан. Форма и размер объекта также являются важным фактором для свойства сопротивления. Еще один важный фактор, от которого зависит сопротивление — температура. Да, объект может проявлять разные свойства сопротивления при разных температурах. Помните, что свойство сопротивления не зависит от типа электричества, что означает, что оно оказывает одинаковое влияние как на переменный, так и на постоянный ток.
Символ и единица сопротивления
Единицей измерения электрического сопротивления в SI является Ом и обозначается символом « Ω »
Влияние сопротивления в электрической или электронной схеме
1. Из-за эффекта сопротивления электрический ток встречает сопротивление течению.
2. Из-за эффекта сопротивления в электрических и электронных цепях происходит падение электрического напряжения.
3. Из-за эффекта сопротивления происходит рассеяние или потеря мощности.
4. За счет эффекта сопротивления электрическая энергия преобразуется в тепловую.
Применение сопротивления
1.Электрический нагреватель — лучший пример применения эффекта сопротивления. Здесь свойство сопротивления катушки нагревателя используется для преобразования электрической энергии в тепловую.
2. Резистор — очень известный и широко используемый пассивный компонент. Мы можем видеть его применение повсюду в электрических и электронных схемах.
Что такое реактивность?
Свойство противодействия элемента или компонента потоку электрического тока из-за его индуктивных или емкостных свойств называется реактивным сопротивлением или электрическим реактивным сопротивлением.
Противодействие электрическому току из-за эффекта индуктивности или емкости в электрической или электронной цепи также называется реактивным сопротивлением. Таким образом, больший эффект реактивного сопротивления вызывает протекание меньшего тока при одинаковом приложенном напряжении.
Символ и единица реактивного сопротивления
Единица электрического реактивного сопротивления — Ом, но обозначается символом «X»
Пример электрического реактивного сопротивления
Пассивные элементы или компоненты, такие как индукторы и конденсаторы, могут противодействовать электрическому сопротивлению. ток из-за их индуктивного и емкостного действия.Это пример эффекта реактивного сопротивления, вызванного электронными компонентами.
Другим примером эффекта реактивного сопротивления, вызванного влиянием индуктивности и емкости, являются линия передачи и магнитная катушка.
Влияние реактивного сопротивления в электрических или электронных цепях
1. Обычно эффект реактивного сопротивления возникает в цепях переменного тока, потому что эффект индуктивности и емкости возникает только в цепях переменного тока. Таким образом, из-за эффекта реактивного сопротивления переменный ток встречает сопротивление потоку.
2. Из-за эффекта реактивного сопротивления коэффициент мощности цепи переменного тока будет изменяться, например, если влияние индуктивности больше, чем влияние емкости в цепи, то природа реактивного сопротивления будет индуктивной, что вызывает низкий коэффициент мощности.
3. Из-за эффекта реактивного сопротивления в электрических и электронных цепях возникают нежелательные шумы, импульсное напряжение.
Применение реактивного сопротивления
1. Эффект индуктивного реактивного сопротивления используется в цепях переменного тока для защиты от перенапряжения.Примером может служить использование реакторов в сетях передачи и распределения электроэнергии.
2. Эффект индуктивного и емкостного реактивного сопротивления используется в электронных коммуникационных или телекоммуникационных цепях.
3. Реактивное сопротивление цепи, состоящей как из индуктивных, так и из емкостных элементов, используется для вычисления или анализа амплитуды, характера коэффициента мощности, изменений фазы этой цепи.
Сопротивление VS Реактивное сопротивление
1. Сопротивление — это свойство объекта противодействовать прохождению электрического тока из-за его природы и формы материала, из которого сделан материал, тогда как Реактивное сопротивление — это свойство элемента или компонента противодействовать прохождению электрического тока. из-за его индуктивности или эффекта емкости.
2. Сопротивление может только противодействовать прохождению тока, оно не может вносить никаких изменений в фазу, тогда как реактивное сопротивление может вносить изменения в фазу, для которой ток, протекающий через элемент, смещен относительно напряжения, приложенного к элементу.
3. Еще одно очень важное различие между сопротивлением и реактивным сопротивлением состоит в том, что сопротивление вызывает потери электрической энергии в виде тепловой энергии, тогда как реактивное сопротивление не вызывает никаких потерь, даже оно может накапливать энергию в виде магнитного поля или электрического заряда и снова могу вернуться в схему.
4. Реактивное сопротивление может быть отрицательным, поэтому мы можем уменьшить эффект реактивного сопротивления в цепи, создав противоположное или отрицательное реактивное сопротивление, но в случае сопротивления это невозможно.
5. Сопротивление работает как в цепях переменного тока, так и в цепях постоянного тока, тогда как реактивное сопротивление работает в цепях переменного тока только потому, что влияние индуктивности и емкости происходит только в цепях переменного тока.
Читайте также:
Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.
СТАТИЧЕСКИЙ СИНХРОННЫЙ КОМПЕНСАТОР СЕРИИ (SSSC)
Статический синхронный компенсатор серии (SSSC) — это современное устройство FACTS для контроля качества электроэнергии, в котором используется преобразователь источника напряжения. соединены последовательно с линией передачи через трансформатор.ССГБ работает как управляемый последовательный конденсатор и последовательный индуктор. Главная разница в том, что его вводимое напряжение не связано с интенсивностью линии. и им можно управлять независимо. Эта функция позволяет SSSC работать удовлетворительно как при высоких, так и при более низких нагрузках.
Статическая синхронная серия Компенсатор состоит из трех основных компонентов:
а. Напряжение Source Converter (VSC) — основной компонент б. Трансформатор — соединяет SSSC с линией передачи
c.Энергия Источник — обеспечивает напряжение на конденсаторе постоянного тока и компенсирует потери в устройстве
Схема статического синхронного последовательного компенсатора (SSSC)
Работа и возможности
Статический синхронный последовательный компенсатор работает как СТАТКОМ, за исключением того, что он подключается последовательно вместо шунта. Это может передавать в систему как активную, так и реактивную мощность, позволяя это для компенсации резистивных и реактивных падений напряжения — поддержание высокого эффективное X / R, не зависящее от степени последовательной компенсации.Однако это дорого, поскольку требуется относительно большой источник энергии. С другой стороны, если управление Если ограничиваться реактивной компенсацией, то меньшего питания должно быть достаточно. В в этом случае можно управлять только напряжением, потому что вектор напряжения составляет 90º. с интенсивностью линии. Впоследствии последовательное вводимое напряжение может увеличиваться. или задерживать линейный ток, что означает, что SSSC может управляться единообразно в любом ценить. SSSC при работе с надлежащим источник энергии может выдавать составляющую напряжения той же величины. но противоположный по фазовому углу с напряжением, развиваемым на линии.Как в результате влияние падения напряжения на передачу энергии компенсируется. В Кроме того, статический синхронный последовательный компенсатор обеспечивает быстрое управление и по своей природе нейтрален к субсинхронному резонансу.
Обычно реактивное сопротивление линии равно постоянным, но его чистый эффект можно контролировать с помощью подачи напряжения. Для Например, линейный ток уменьшается, поскольку компенсация индуктивного реактивного сопротивления уровень увеличивается с 0% до 100%. Между тем, линейный ток увеличивается с увеличением уровень компенсации емкостного реактивного сопротивления от 0% до 33%.
Режимы работы SSSC
Можно отметить, что статический синхронный последовательный компенсатор не только увеличивает передаваемую мощность но он также может уменьшить его, просто изменив полярность подаваемого напряжения. Это напряжение обратной полярности подается непосредственно на падение напряжения в сети, как если бы был увеличен импеданс линии.
Короче говоря, эффекты компенсации реактивного сопротивления по нормализованному перетоку в ЛЭП следующие: · Когда имитируемое реактивное сопротивление является емкостным, поток активной и реактивной мощности увеличивается, а эффективное реактивное сопротивление уменьшается по мере компенсации реактивного сопротивления. увеличивается в положительном направлении.· Когда имитируемое реактивное сопротивление является индуктивным, поток активной и реактивной мощности уменьшается, а эффективное реактивное сопротивление увеличивается по мере компенсации реактивного сопротивления. увеличивается в отрицательном направлении Аналог SSSC — динамический регулятор напряжения (DVR). Хотя оба используются для последовательного падения напряжения компенсации, их принципы работы отличаются друг от друга. Статический синхронный последовательный компенсатор подает уравновешивающее напряжение последовательно с линия передачи. С другой стороны, видеорегистратор компенсирует дисбаланс в напряжение питания разных фаз.Также видеорегистраторы обычно устанавливаются на критический фидер, обеспечивающий активную мощность через накопитель энергии постоянного тока и необходимые реактивная мощность генерируется внутри без каких-либо средств хранения постоянного тока. Приложения и преимущества SSSC обычно применяется для исправления напряжение при неисправности в энергосистеме. Однако в нем также есть несколько Преимущества в нормальных условиях: · Власть факторная коррекция за счет непрерывной подачи напряжения и в сочетании с правильно структурированный контроллер.· Нагрузка балансировка в связанных распределительных сетях. · Это может также помочь покрыть потребность в емкостной и реактивной мощности. · Власть управление потоком. Эль-Зонколи А. (2006). Оптимальный размер контроллеров SSSC для минимизации потерь при передаче и новой модели SSSC для Изучите переходную реакцию. Гупта С., Пачар Р. и Тивари Х. (2010). Исследование основных проблем и их влияния на производительность системы DVR.
Компенсация реактивной энергии, потребляемой трансформатором
Если измерение выполняется на стороне СН трансформатора, может потребоваться компенсация потерь реактивной энергии в трансформаторе (в зависимости от тарифа).
Природа индуктивных сопротивлений трансформатора
Все предыдущие ссылки были связаны с шунтирующими устройствами, например, используемыми в обычных нагрузках, конденсаторных батареях с коррекцией коэффициента мощности и т. Д.Причина этого в том, что для оборудования с шунтирующим подключением требуется (на сегодняшний день) наибольшее количество реактивной энергии в энергосистемах; однако последовательно соединенные реактивные сопротивления, такие как индуктивные реактивные сопротивления линий электропередач, реактивное сопротивление рассеяния обмоток трансформатора и т. д., также поглощают реактивную энергию.
Если измерение выполняется на стороне среднего напряжения трансформатора, потери реактивной энергии в трансформаторе могут (в зависимости от тарифа) быть компенсированы. Что касается только потерь реактивной энергии, трансформатор может быть представлен элементарной схемой Рис. L20.Все значения реактивного сопротивления относятся к вторичной обмотке трансформатора, где шунтирующая ветвь представляет путь тока намагничивания. Ток намагничивания остается практически постоянным (около 1,8% от тока полной нагрузки) от холостого хода до полной нагрузки в нормальных условиях, то есть при постоянном первичном напряжении, так что шунтирующий конденсатор фиксированной емкости может быть установлен на СН или Сторона НН для компенсации поглощенной реактивной энергии.
Рис. L20 — Реактивные сопротивления трансформатора на фазу
Потребление реактивной мощности при последовательном включении (поток рассеяния) реактивном сопротивлении XL
Реактивной мощностью, потребляемой трансформатором, нельзя пренебрегать, и она может составлять (около) 5% от номинальной мощности трансформатора при питании его полной нагрузки.Компенсация может быть обеспечена батареей конденсаторов. В трансформаторах реактивная мощность поглощается как шунтирующим (намагничивающее), так и последовательным (поток утечки) реактивными сопротивлениями. Полная компенсация может быть обеспечена за счет установки параллельно подключенных низковольтных конденсаторов.
Простую иллюстрацию этого явления дает векторная диаграмма Рис. L21.
Составляющая реактивного тока через нагрузку = I sin φ, так что QL = VI sin φ.
Составляющая реактивного тока от источника = I sin φ, так что QE = EI sin φ ‘.
Видно, что E> V и sin φ ‘> sin φ.
Разница между EI sin φ ‘и VI sin φ дает квар на фазу, поглощаемую XL.
Можно показать, что это значение квар равно I ² XL (что аналогично потерям активной мощности (кВт) I ² R из-за последовательного сопротивления линий электропередач и т. Д.).
Из формулы I ² X _L очень просто вывести потребляемую квар, потребляемую при любом значении нагрузки для данного трансформатора, следующим образом:
Если используются удельные значения (вместо процентных значений), можно выполнить прямое умножение I и X _L.
Пример
Трансформатор 630 кВА с реактивным напряжением короткого замыкания 4% полностью загружен.
Каковы его потери реактивной мощности (квар)?
X _L = 0,04 о.е., а I = 1 о.е.
потери = I ² X _L = 1 ² x 0,04 = 0,04 о.е. квар
, где 1 о.е. = 630 кВА
Потери в трехфазной кВАр составляют 630 x 0,04 = 25,2 кВАр (или, проще говоря, 4% от 630 кВА).
При половинной нагрузке, т.е. I = 0,5 о.е., потери будут
0.5 ² x 0,04 = 0,01 pu = 630 x 0,01 = 6,3 квар и так далее …
Этот пример и векторная диаграмма Рис. L21 показывают, что:
Коэффициент мощности на первичной стороне нагруженного трансформатора отличается (обычно ниже), чем коэффициент мощности на вторичной стороне (из-за поглощения пара)
Потери квар при полной нагрузке из-за реактивного сопротивления утечки равны процентному реактивному сопротивлению трансформатора (реактивное сопротивление 4% означает потери в квар, равные 4% номинальной мощности трансформатора в кВА). Потери
квар из-за реактивного сопротивления утечки зависят от тока (или нагрузки кВА) в квадрате
Рис.L21 — Потребление реактивной мощности последовательной индуктивностью
Для определения общих потерь в кВАр трансформатора необходимо добавить потери в цепи постоянного тока намагничивания (примерно 1,8% от номинальной мощности трансформатора, кВА) к вышеуказанным «последовательным» потерям. На рисунке L21 показаны кварцевые потери холостого хода и полной нагрузки для типичных распределительных трансформаторов. В принципе, последовательные индуктивности можно компенсировать последовательными конденсаторами постоянной емкости (как это обычно бывает в длинных линиях передачи среднего напряжения).Однако такая компоновка трудна в эксплуатации, поэтому на уровнях напряжения, описываемых в данном руководстве, всегда применяется шунтирующая компенсация.
В случае измерения среднего напряжения достаточно поднять коэффициент мощности до точки, при которой трансформатор плюс потребление реактивной мощности нагрузки ниже уровня, при котором производится выставление счетов. Этот уровень зависит от тарифа, но часто соответствует значению tan ϕ, равному 0,31 (cos φ, равному 0,955).
Рис. L22 — Потребляемая реактивная мощность распределительных трансформаторов с первичной обмоткой 20 кВ
Номинальная мощность (кВА) Реактивная мощность (квар), подлежащая компенсации
Без нагрузки Полная нагрузка
100 2.5 6,1
160 3,7 9,6
250 5,3 14,7
315 6,3 18,4
400 7,6 22,9
500 9,5 28,7
630 11,3 35,7
800 20 54.5
1000 23,9 72,4
1250 27,4 94,5
1600 31,9 126
2000 37,8 176
Интересно, что потери квар в трансформаторе могут быть полностью скомпенсированы путем регулировки конденсаторной батареи, чтобы дать нагрузке (немного) опережающий коэффициент мощности. В таком случае вся квар трансформатора питается от конденсаторной батареи, в то время как вход на стороне среднего напряжения трансформатора имеет единичный коэффициент мощности, как показано на рис. L23.
Рис. L23 — Чрезмерная компенсация нагрузки для полной компенсации потерь реактивной мощности трансформатора
Таким образом, на практике компенсация потребляемой трансформатором квар включена в конденсаторы, в первую очередь предназначенные для коррекции коэффициента мощности нагрузки, в общем, частичном или индивидуальном режиме. В отличие от большинства других устройств, поглощающих квар, поглощение трансформатора (то есть часть, обусловленная реактивным сопротивлением утечки) значительно изменяется с вариациями уровня нагрузки, поэтому, если к трансформатору применяется индивидуальная компенсация, то средний уровень нагрузки будет предполагается.
К счастью, это потребление квар обычно составляет лишь относительно небольшую часть общей реактивной мощности установки, поэтому несоответствие компенсации при изменении нагрузки вряд ли будет проблемой.
На рисунке L22 показаны типичные значения потерь в квар для цепи намагничивания (столбцы «квар без нагрузки»), а также для общих потерь при полной нагрузке для стандартного ряда распределительных трансформаторов, питаемых напряжением 20 кВ (которые включают потери из-за реактивного сопротивления утечки).
No related posts.

Номинальная мощность (кВА)	Реактивная мощность (квар), подлежащая компенсации
Без нагрузки	Полная нагрузка
100	2.5	6,1
160	3,7	9,6
250	5,3	14,7
315	6,3	18,4
400	7,6	22,9
500	9,5	28,7
630	11,3	35,7
800	20	54.5
1000	23,9	72,4
1250	27,4	94,5
1600	31,9	126
2000	37,8	176

Разное