2 . Активна та реактивна потужності

При послідовному з’єднанні резистора, конденсатора та котушки індуктивності, як наведено на рис 1, ємнісний, індуктивний та активний опори додаються як вектори (див. рис. 2). Такі навантаження називають комплексними. Результуючий опір дорівнюватиме:

, (11)

а зсув фази між струмом та напругою можна визначити з формули:

. (12)

Відповідно до формул (7) та (10) напруга на елементах електричного кола дорівнює добуткові струму на опір. Оскільки струм по всьому колу однаковий, діаграма для напруг буде аналогічною до векторної діаграми опорів. Зсув фази для обох діаграм також повинен збігатись.

Миттєва потужність, що виділяється на комплексному навантаженні:

(13)

залежить як від часу , так і від зсуву фази . Середню за період потужність називають активною, а потужність – реактивною. На реактивних елементах енергія може лише накопичуватись та віддаватись в електричне коло, однак у середньому втрат енергії немає. Повною потужністю називають добуток діючих значень струму та напруги . При передачі електроенергії на значні відстані особливу увагу приділяють зменшенню зсуву фази , тобто реактивної потужності. Повну та реактивну потужності вимірюють у В·А.

Котушка індуктивності (дросель) намотана тонким мідним дротом, який має свій власний активний опір (його величина вказана на лицевій стороні котушки). При розрахунках загальний активний опір кола дорівнює сумі опору котушки індуктивності та опору , виставленому на магазині опорів:

. (13)

У зв’язку з цим напругу на індуктивності також необхідно коректувати по відношенню до поміряної вольтметром на дроселі:

. (14)

Порядок виконання роботи

1. Зібрати електричне коло за схемою рис. 1.

2. До табл. 1 занести значення опорів , , ємності та індуктивності .

3. За формулами та визначити значення реактивних опорів, а за формулами (13), (11) та (12) – , та і занести їх до табл. 1.

Табл. 1.

4. Увімкнути живлення та встановити задане викладачем значення струму у колі.

5. Почергово приєднуючи вольтметр до елементів кола, виміряти напруги , , та відповідно на магазині опорів, конденсаторі, дроселі та напругу живлення. Напруга на активному опорі буде:

. (15)

6. Дослід повторити для трьох різних значень струму. За формулою (14) обчислити напругу . Дані вимірювань занести до табл. 2.

7. За формулою визначити зсув фази .

8. Побудувати векторні діаграми для напруг та опорів. Порівняти кути та на цих діаграмах.

Табл. 2.

№п/п