home

№325 Мощность и коэффициент мощности в цепях переменного тока

?
Лабораторная работа № 325

Лабораторная работа №325
МОЩНОСТЬ И КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО
ТОКА
Приборы и принадлежности: регулятор напряжения РНШ, проволочный
реостат, магазин емкостей, катушка переменной индуктивности, амперметр,
вольтметр, ваттметр.
Введение. Пусть к клеммам источника переменного тока присоединена
внешняя нагрузка Z (рис.1), содержащая в общем случае активное
сопротивление R, индуктивность L и емкость C.
Напряжение на выходе источника (оно же – на входе нагрузки) изменяется со
временем по закону
u=Umcost ,
(1)
ИСТОЧНИК ТОКА
Под действием этого напряжения в цепи идет ток
i  I m cost    ,
(2)
u
где u и i – мгновенное значение напряжения и тока,
Um и Im – амплитуда напряжения и тока,
соответственно,
Z (R,C,L)
 – циклическая частота колебаний,
 – разность фаз тока и напряжения.
Рис. 1
Работу dA, произведенную источником тока во
внешней цепи за малый промежуток времени dt, можно представить как сумму
нескольких слагаемых.
dA  dW  dWэ  dWм ,
где dW – приращение внутренней энергии нагрузки (нагрев) и
механическая работа – это активная часть работы, т.е. энергия электрического
тока, преобразованная в другие виды энергии;
dWэ – приращение энергии электрического поля конденсатора;
dWм – приращение энергии магнитного поля катушки.
И мощность (работа в единицу времени – dA/dt), потребляемая от
источника тока, также подразделяется на активную Pа и реактивную Рр.
Активная нагрузка способна преобразовать энергию тока в тепловую и (или)
механическую
энергию,
реактивная
электрическая
мощность
тока
преобразуется в соответствующей реактивной нагрузке в энергию
электромагнитного поля.
Если рассматривать процесс в течение короткого (по сравнению с
периодом колебаний) промежутка времени dt, то напряжение и ток за это

116