什么是电源？

现代人在日常生活和工作中不断遇到电，使用消耗电流的设备和产生电流的设备。与他们合作时，您应该始终考虑到他们的技术特性所固有的能力。

任何电气设备的主要指标之一是电能这样的物理量......习惯上将电能产生，传输或转换为其他类型能量的强度或速度称为热，光，机械的。

工业用大电能的输送或转移按 高压电源线.

转型 电能 在变电站进行。

出于各种目的，家用和工业设备会消耗电力。他们的一种常见类型是 各种等级的白炽灯.

直流电路和交流电路中发电机、电力线和用电设备的电功率具有相同的物理意义，同时根据合成信号的形状以不同的比例表示。定义一般模式，瞬时值的概念......他们再次强调电力转换率对时间的依赖性。

瞬时电功率的测定

在理论电气工程中，为了推导电流、电压和功率之间的基本关系，使用它们以瞬时值形式表示的图像，这些图像固定在某个时间点。

如果在很短的时间段 Δt 内，单个基本电荷 q 在电压 U 的影响下从点 «1» 移动到点 «2»，那么它所做的功等于这些点之间的电位差。将其除以时间间隔 Δt，我们得到每单位电荷的瞬时功率 Pe (1-2) 的表达式。

由于不仅单个电荷在外加电压的作用下移动，而且所有相邻的电荷都在该力的作用下移动，其数量方便地用数字 Q 表示，则功率 PQ 的瞬时值(1-2)可以写给他们。

进行简单的变换后，我们得到功率 P 的表达式及其瞬时值 p (t) 对瞬时电流 i (t) 和电压 u (t) 乘积分量的依赖性。

恒定电功率的测定

V 直流电路 电路部分的电压降和流过它的电流的大小不变并保持稳定，等于瞬时值。因此，可以通过将这些值相乘或将完美作品 A 除以其执行周期来确定该电路中的功率，如说明图所示。

交流电功率的测定

通过电网传输的电流和电压的正弦变化规律对此类电路中的功率表达施加了影响。视在功率在这里发挥作用，它由功率三角形描述，由有源和无功分量组成。

正弦电流通过各段混合负载的电力线路时，其谐波的形状不变，无功负载处的电压降在一定方向上发生相位偏移。力矩值表达式有助于理解施加负载对电路功率变化及其方向的影响。

同时，立即注意，电流从发电机流向消费者的方向和通过创建的电路传输的功率是完全不同的东西，在某些情况下不仅不重合，而且指向相反的方向。

考虑这些关系对于不同类型负载的理想、纯粹的表现形式：

• 积极的;

• 容性的；

• 归纳的。

有源负载功耗

我们假设发生器产生一个理想的正弦电压 u，它被施加到电路的纯有源电阻上。电流表A和电压表V每t时间测量电流I和电压U。

该图显示电流的正弦曲线和有源电阻上的电压降在频率和相位上匹配，产生相同的振荡。他们的产品所表达的力量以两倍的频率振荡，并始终保持正值。

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ Um / R ∙ sinωt = Um2/ R ∙ sin2ωt = Um2/ 2R ∙ (1-cos2ωt)。

如果我们去表达 工作电压，然后我们得到：p = P ∙ (1-cos2ωt)。

然后我们将在一个振荡周期 T 内对功率进行积分，我们将能够注意到在此间隔期间能量增益 ΔW 增加。随着时间的推移，电阻继续消耗新的部分电力，如图所示。

对于无功负载，能量消耗的特性不同，它们具有不同的形状。

容性功耗

在发电机的电路中，用电容 C 的电容器代替电阻元件。

电容中的电流和电压降之间的关系由比率表示：I = C ∙ dU / dt = ω ∙ C ∙ Um ∙ cosωt。

我们将电流瞬时表达式的值与电压相乘，得到电容负载消耗的功率值。

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ Um ∙ cosωt = ω ∙ C ∙ Um2∙ sinωt ∙ cosωt = Um2/ (2X° C) ∙ sin2ωt = U2/ (2X° C) ∙ sin2ωt。

在这里，您可以看到功率以两倍于所施加电压的频率在零附近波动。它的谐波周期总值以及能量增益为零。

这意味着能量沿着电路的闭合回路双向移动，但不做功。这样的事实可以用以下事实来解释：当源电压绝对值增加时，功率为正，并且通过电路的能量流被引导到容器，能量在容器中积累。

电压通过下降谐波部分后，能量从电容器返回到电路到电源。在这两个过程中都没有做任何有用的工作。

电感负载中的功耗

现在，在电源电路中，用电感 L 代替电容器。

这里通过电感的电流用以下比率表示：

I = 1 / L∫udt = -Um / ωL ∙ cos ωt。

然后我们得到

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ (-Um / ωL ∙ cosωt) = — Um2/ ωL ∙ sinωt ∙ cosωt = -Um2/ (2ХL) ∙ sin2ωt = -U2/ (2ХL) ∙ sin2ωt。

由此产生的表达式使我们能够看到功率方向变化的性质和电感上能量的增加，它们执行与电容相同的振荡，但对做功无用。

在无功负载中释放的功率称为无功分量。在理想情况下，当连接线没有活性电阻时，就显得无害，不会造成任何伤害。但在有功功率条件下，周期性瞬变和无功功率波动会导致包括连接线在内的所有有源元件发热，为此会消耗一些能量，并降低电源施加的全功率值。

功率的无功分量之间的主要区别在于它根本不执行有用的工作，而是导致电能损失和设备过载，这在关键情况下尤其危险。

由于这些原因，要消除无功功率的影响，特别是 补偿的技术系统.

混合负载配电

例如，我们使用具有有源电容特性的发电机负载。

为简化图片，电流和电压的正弦曲线未在给定图表中显示，但应牢记负载的有源电容特性，电流矢量超前于电压。

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ Im ∙ sin (ωt + φ)。

变换后我们得到：p = P ∙ (1- cos 2ωt) + Q ∙ sin2ωt。

最后一个表达式中的这两项是瞬时视在功率的有功和无功分量。只有其中的第一个做有用的工作。

功率测量工具

为了分析电力消耗并为其计算，使用了长期以来被称为 «柜台»…他们的工作基于测量电流和电压的有效值，并自动将它们与信息输出相乘。

电表通过在负载下打开电表的那一刻起，以增量方式计算电器的运行时间来显示能耗。

要测量交流电路中功率的有源分量， 瓦特表和无功 - varmeters。它们有不同的单位名称：

• 瓦特（W，W）；

• 变量（变量、变量、变量）。

要确定总能耗，有必要根据瓦特表和电压表的读数使用功率三角公式计算其值。它以自己的单位——伏安表示。

每个单位的公认名称不仅可以帮助电工判断其价值，还可以判断功率元件的性质。