Электроснабжение зданий

Энергия магнитного поля

Как было сказано выше, энергия магнитного поля в установках переменного тока циркулирует, т. е. происходит колебательное перебрасывание энергии из электрической цепи в магнитное поле и обратно из магнитного поля в электрическую цепь одновременно с изменениями направления и величины переменного тока. До того момента, пока ток достигнет своего максимального значения, происходит накопление магнитной энергии в пределах заштрихованной площадки в периода. Прочитать остальную часть записи »

Кривые магнитной индукции

Для возникновения магнитного ноля требуется магнитодвижущая сила (м. д. с.) или, как ее еще называют, намагничивающая (н. с), определяющая напряженность магнитного поля Я. Последней пропорциональна плотность магнитного потока (магнитная индукция) в воздухе, например в воздушном зазоре какой-нибудь электрической машины. Если напряженность магнитного поля действует не в воздухе, а в другой среде, например стали, то наблюдается более значительная плотность магнитного потока. Отношение последней к напряженности магнитного поля называется магнитной проницаемостью произведение магнитной индукцией. Кривые магнитной индукции В и магнитной проницаемости и. для стали определенной структуры в зависимости от напряженности Я. Кривая магнитной индукции В (кривая намагничивания) показывает, что проницаемость \у в стали достигает очень больших значений. Следовательно, сталь при одной и той же напряженности поля пронизывается значительно большим количеством линий и магнитная индукция в ней гораздо больше, чем в воздухе. Поэтому применение стали для создания магнитного поля освобождает от значительных затрат на намагничивание. Энергия магнитного поля зависит не только от напряженности, но и от его размеров.

Последние определяются объемом, т. е. произведением сечения на длину. Согласно закону Максвелла энергия (работа) «магнитного поля, равномерно пронизывающего стальной сердечник с постоянным сечением, равна: Следовательно, энергия магнитного ноля пропорциональна напряженности, магнитной индукции и объему 6. Выражение дает число магнитных линий, пронизывающих сечение, и является мерилом магнитного потока, т. е. воздействия магнитного поля, например, на вращающий момент какой-нибудь электрической машины. Для того чтобы создать в воздухе (воздушном зазоре машины) такой же магнитный поток, как при прохождении через сталь, требуется значительное увеличение напряженности магнитного поля Я. Так как Я в равенстве входит дважды, то энергия А всего магнитного поля возрастает. Создание магнитного потока в воздухе сопряжено с значительно большими затратами энергии, чем в стали.

Избыточные размеры электрических машин

Из соответствия двух последних равенств вытекает, что мощность трехфазного тока не зависит от того, присоединяются ли к сети потребители треугольником или звездой. Эта составляющая представляет часть полного тока необходимую для возбуждения магнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, дросселях и т. п. Поскольку этот ток полезной работы не производит, он называется реактив- Отсюда видно, что при наличии реактивных токов все элементы «электрического оборудования на электростанциях и подстанциях и провода линий электропередачи должны быть рассчитаны на размеры, большие, чем те, которые можно было использовать при передаче только одной активной мощности. Прочитать остальную часть записи »

Кривые напряжения и тока

Исключительно индуктивная нагрузка (сдвиг фаз между током и напряжением равен 90°) встречается в сетях переменного тока редко. Электрические сети загружены преимущественно потребителями, имеющими наряду с реактивными и активные сопротивления. Прочитать остальную часть записи »

Заштрихованные отрицательные и положительные площадки

Рассмотрим подробно кривые напряжения и тока в цепи однофазного переменного тока при наличии только индуктивной нагрузки (сдвиг фаз ср = 90°) и подсчитаем величину мощности для каждого отдельного момента времени. Как видно, мгновенные значения мощностей являются переменными величинами, изменяющимися по кривой, которая имеет попеременно отрицательные и положительные значения (в пределах полупериода мощность в течение первой У200 сек отрицательна, а в следующую У200 сек положительна). Прочитать остальную часть записи »