Повышение коэффициента мощности

Большинство приемников электроэнергии (двигатели, трансформаторы) имеет индуктивный характер и потребляет из сети ток, отстающий по фазе от напряжения. При увеличение угла сдвига фаз j уменьшает коэффициент мощности , повышая полный ток

и увеличивая потери. Коэффициент мощностиможно повысить, включив конденсатор параллельно нагрузке (рис. 3.40). Этот технический прием получил название компенсации индуктивного тока приемника.

До включения конденсатора (ключ К разомкнут) полный ток отстает от напряжения на угол . Для компенсации фазового сдвига до параллельно нагрузке включим конденсатор, емкость С которого найдем из векторной диаграммы, соответствующей замкнутому положению ключа К (рис. 3.41).

Из диаграммы следует:

,

откуда искомая емкость

.

Цепи с взаимной индуктивностью

ЭДС взаимной индукции

В состав цепи могут входить катушки, магнитно-связанные с другими. При этом магнитный поток одной катушки, пронизывая витки другой, наводит в ней ЭДС взаимоиндукции. Для учета ЭДС взаимоиндукции необходимо знать направления потоков от токов собственной и соседней катушек, которые определяются направлениями обмоток и токов катушек.

Пусть две катушки расположены так, что часть потока, создаваемого током одной катушки, пересекает витки другой, вызывая ЭДС взаимоиндукции. Магнитные потоки Ф₁₁ и Ф₂₁, создаваемые токами соответственно первой и второй катушек и пересекающие витки первой катушки, а также потоки Ф₂₂ и Ф₁₂, пересекающие витки второй катушки, могут совпадать по направлению, что соответствует согласному включению (рис. 3.42), или быть направленными противоположно, соответствуя встречному включению катушек (рис. 3.43).

Для оценки типа включения (согласное, встречное) на схеме обозначают звездочкой или точкой одноименные зажимы катушек. При одинаковой ориентации токов относительно одноименных зажимов магнитные потоки от токов собственной и соседней катушек совпадают, при разной ориентации - направлены встречно.

Полное потокосцепление первой катушки, имеющей w₁ витков,

состоит из потокосцеплений самоиндукции и взаимоиндук-
ции :

= w₁(Ф₁₁ ± Ф₂₁) = ± . (3.57)

Потокосцепление второй катушки, имеющей w₂витков, также состоит из собственного и дополнительного потокосцеплений:

= w₂(Ф₂₂ ± Ф₁₂) = ± . (3.58)

Для неферромагнитной среды ( ) потокосцепление пропорционально току, возбудившему магнитный поток:

· самоиндукции - собственному току:

;

· взаимоиндукции - току соседней катушки:

.

При переменных токах магнитные потоки само- и взаимоиндукции также переменны и согласно закону электромагнитной индукции наводят в сцепленных с ними обмотках ЭДС:

где - ЭДС взаимоиндукции.

Рассмотрим особенности расчета цепи при различном соединении индуктивно связанных катушек.