Коэффициент мощности, косинус «фи». Косинус фи это

Коэффициент мощности, косинус «фи»

Поиск Лекций

В чем разница кВт и кВа ?

Вольт-ампер (ва) - это единица полной мощности переменного тока, обозначается ВА или VA. Полная мощность переменного тока определяется как произведение действующих значений тока в цепи (в амперах) и напряжения на её зажимах (в вольтах).

Ватт (вт) - единица мощности. Названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта, обозначается вт или W. Ватт -это мощность, при которой за 1 сек совершается работа, равная 1 джоулю. Ватт как единица электрической (активной) мощности равен мощности не изменяющегося электрического тока силой 1 ампер при напряжении 1 вольт.

При выборе стабилизатора или электростанции следует помнить, что кВА - это полная потребляемая мощность, а кВт - это активная (затраченная на совершение полезной работы) мощность. Полная мощность – это сумма реактивной и активной мощностей. Зачастую разные потребители имеют разное соотношение полной и активной мощности. Поэтому для определения суммарной мощности всех потребителей необходимо сложение полных мощностей оборудования, а не активных мощностей.

Номинальная мощность

В электротехнической промышленности принято мощность большинства потребителей определять в Ваттах. Это так называемая активная мощность – мощность, выделяющаяся на чисто резистивной нагрузке(Нагреватели,телевизоры,лампочки и т.п.). Активная мощность целиком идет на полезную работу (нагрев, механическое движение), и обычно именно ее понимают под потребляемой мощностью.Если потребитель активный (чайник, лампа накаливания, ТЭН), то другой информации о нем не требуется, на таких потребителях пишут (как правило) номинальную мощность в Вт, номинальное напряжение и все. Здесь нет вопросов о косинусе "фи", т.к. этот "фи" (угол между током и напряжением данных потребителей) равен нулю, косинус нуля равен 1, - отсюда, Активная мощность ("P") равна произведению тока через потребитель и напряжению на потребителе, умноженному на этот пресловутый косинус "фи", т.е. P = I*U*Сos (fi) = P = I*U*1 = P=I*U.

Простой пример для тена с cos фи=1:

Полная мощность S=10 кВА cos фи=1

Тогда активная мощность P=10*1=10 кВт

У потребителей, имеющих в своем составе не только активное сопротивление, но и любое реактивное (индуктивность, емкость), принято писать на шильдике величину "P" в Ваттах, а так же указывать величину косинуса "фи". Величина косинуса "фи" определяется параметрами самих этих потребителей, а точнее - соотношением их активных и реактивных сопротивлений.

Например, обычный электродвигатель имеет на бирке: P=5кВт, Сos(fi)=0.8. Это значит следующее: Данный двигатель при работе (в номинальном режиме) потребляет полную (Активную) мощность "S" равную P/Cos(fi)=5/0,8= 6,25 кВа и Реактивную мощность «Q» в размере U*I/Sin(fi).

Для нахождения номинального тока двигателя нужно его Полную мощность "S" и разделить на рабочее напряжение (220), впрочем, ток указывается, как правило, на шильдике. Может появиться вопрос, почему же на генераторах (трансформаторах, стабилизаторах напряжения) указывается мощность в ВА (вольт-амперах)? А как ее еще указать? Допустим, что на стабилизаторе напряжения указана мощность 10000 Ва. Это должно значить, что, если я подцеплю кучу ТЭНов к данному трансформатору, то мощность, отдаваемая трансформатором в ТЭНы (в номинальном режиме работы трансформатора) не может превышать 10000 Вт. Вроде все сходится. А если я захочу нагрузить стабилизатор напряжения катушкой индуктивности или электродвигателем с Сos(fi)=0.8? (кучей катушек)? И данный стабилизатор будет отдавать мощность уже 8000 Вт?а при Сos(fi)=0.85 -8500 Вт. Тогда надпись на шильдике 10000 Ва будет уже не правомерной. Поэтому, мощность генераторов (трансформаторов и стабилизаторов напряжения) может определяться только в Полной мощности (в нашем случае 1000 кВА), а как ты ее (Полную мощность) будешь использовать - твое дело.

Коэффициент мощности, косинус «фи»

Это отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение коэффициента мощности равно 1. В случае синусоидального переменного тока, коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига фаз между синусоидами напряжения и тока и определяется параметрами цепи: Сos ф = r/Z, где ф («фи») — угол сдвига фаз, r — активное сопротивление цепи, Z — полное сопротивление цепи. Коэффициент мощности может отличаться от 1 и в цепях с чисто активными сопротивлениями, если в них содержатся нелинейные участки. В этом случае коэффициент мощности уменьшается вследствие искажения формы кривых напряжения и тока.

Коэффициент мощности электрической цепи — это косинус фазового угла между основаниями кривых напряжения и тока. Согласно другому определению, коэффициент мощности — это соотношение активной и полной энергий. Коэффициент мощности (Сos φ = Активная мощность/Полная мощность = P/S (Вт/ВА), потребляемых нагрузкой.

Коэффициент мощности - комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой в электросеть.

Типовые значения коэффициента мощности:

- 1.00 - идеальное значение;

- 0.95 - хороший показатель;

- 0.90 - удовлетворительный показатель;

- 0.80 - средний показатель современных электродвигателей;

- 0.70 - низкий показатель;

- 0.60 - плохой показатель.

poisk-ru.ru

Косинус Фи - новости АО "ВИЛЕД"

20.02.2017

Автор: ViLED

Не все знакомы с электротехникой и понимают, что такое косинус фи, на который все обращают внимание. В общем сегодня про косинусе фи. Коротко и доступно о запаздывании тока от напряжения при постоянном и переменном токе, а также почему это вредно электрическим сетям и потребителям. Приятного просмотра!

Допустим у нас есть 2 провода, в одном из них есть потенциал, пока не важно положительный он или отрицательный, на другом - потенциал равен нулю. Это и есть тот самый ноль, который есть в розетке. Численную разницу между двумя потенциалами называют напряжением. Как только мы замыкаем эти провода между собой, например подключив лампу накаливания, через нее начинает течь ток. Он нарастает до нужной величины очень быстро, но все же не мгновенно. Это нарастание длится какое-то время, прежде чем ток достигнет определенного значения. Если подключить последовательно с лампочкой катушку с проводом, она же катушка индуктивности, то она сильно замедлит процесс этого самого нарастания тока. Получается так, что напряжение на лампочке уже есть, но ток в ней нарастает медленно, причина этому - воздействие витков катушки друг на друга. Когда напряжение постоянное, как в батарейке, ток в катушке замедленно, но все-таки нарастет и остановится на одной величине. Когда переменное - напряжение меняется от положительного, до отрицательного. Это изменение на графике выглядит как волна, ее называют синусоидой. В случае с катушкой в сети переменного напряжение, напряжение постоянно меняясь, не дает току вырасти до установившего значения. И тут говорят о запаздывании тока от напряжения. И чем больше витков в катушке, тем больше это запаздывание. Так при чем же тут косинус фи. При том, что это запаздывание измеряется углом поворота, где полный цикл волны напряжения это 360 градусов. Угол запаздывания, он же сдвиг, обозначают буквой фи, а значение косинуса этого угла, это и есть наш косинус фи. Чем больше ток запаздывает, тем меньше величина косинуса угла фи. В качестве справки для любопытных: Сдвиг тока относительно напряжения - это фазовый сдвиг или фазовые искажения. Если к фазовым искажениям прибавить "неидеальность синусоиды напряжения", которая выражается как коэффициент нелинейных искажений (КНИ), то получится коэффициент мощности. Для упрощения, когда говорят коэффициент мощности, подразумевают лишь косинус фи, но стоит помнить, что в коэффициент мощности, помимо косинуса фи входят и нелинейные искажения. Большое запаздывание тока, или низкий косинус фи - вредное явление. На потребителе это сказывается как увеличенное потребление электроэнергии, т.к. в электрической катушке теряется ее часть, не выполняя полезной работы. На электростанциях это также, негативно сказывается излишне нагружая генераторы и трансформаторы. На потребителях, т.е. нас в вами это сказывается как увеличение энергопотребления без увеличения полезной выполненной работы. В общем, это никому не нужно, ни поставщикам электроэнергии, ни потребителям. Но убрать катушку нельзя, она нужна для работы схемы. Приходится компенсировать ее негативный эффект, используя дополнительные компоненты, но это уже другая история. Если подвести небольшой итог, то у всех нагревательных приборов, в том числе и ламп накаливания, косинус фи почти равен 1. Почти, т.к. ее спираль имеет витки, и маленькая катушка все-таки получается, но этим пренебрегают и принимают за единицу. Спасибо за просмотр и не забудьте подписаться на канал.

viled.net

КОСИНУС ФИ - это... Что такое КОСИНУС ФИ?

КОСИНУС — (ново лат. cosinus, вместо complementi sinus дополнение синуса). Синус угла дополнения: в прямоугольном треугольнике косинус угла есть частное от деления прилежащего катета на гипотенузу. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка … Словарь иностранных слов русского языка

КОСИНУС — (cosine) В прямоугольном треугольнике отношение катета и гипотенузы, образующих угол. Косинус угла х записывается как cos х. Если начертить окружность радиусом, равным единице, то при измерении величины угла против часовой стрелки, начиная с… … Экономический словарь

КОСИНУС — КОСИНУС, в ТРИГОНОМЕТРИИ отношение длины стороны, прилежащей к острому углу, к длине ГИПОТЕНУЗЫ в прямоугольном треугольнике. Сокращенно косинус угла А обозначают как cos A … Научно-технический энциклопедический словарь

КОСИНУС — (новолат. cosinus от complementi sinus синус дополнения), одна из тригонометрических функций … Большой Энциклопедический словарь

КОСИНУС ФИ — (cos ?) для синусоидального тока, то же, что коэффициент мощности … Большой Энциклопедический словарь

КОСИНУС — КОСИНУС, косинуса, муж. (лат. cosinus) (мат.). Синус дополнительного угла, функция угла, выражаемая отношением прилегающего к углу катета к гипотенузе. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

КОСИНУС — КОСИНУС, а, муж. (спец.). Тригонометрическая функция угла, в прямоугольном треугольнике равная отношению к гипотенузе катета, прилежащего к данному острому углу. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

КОСИНУС ФИ — (cos j), для синусоидального тока, то же, что коэффициент мощности (см. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ) … Энциклопедический словарь

косинус — сущ., кол во синонимов: 1 • функция (49) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

косинус — косинусоидальный косинусный — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы косинусоидальныйкосинусный EN cosine … Справочник технического переводчика

косинус — синус дополнения лат.: cosinus, complementi sinus новолат. лат … Словарь сокращений и аббревиатур

dic.academic.ru

КОСИНУС ФИ - это... Что такое КОСИНУС ФИ?

косинус — сущ., кол во синонимов: 1 • функция (49) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

косинус — синус дополнения лат.: cosinus, complementi sinus новолат. лат … Словарь сокращений и аббревиатур

polytechnic_dictionary.academic.ru

Косинус фи - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Косинус фи

Cтраница 2

Это соотношение называется коэффициентом мощности, или косинусом фи ( созф), и представляет собой отношение активной мощности к полной ( кажущейся) мощности цепи. [16]

Отношение части активной энергии ко всей электроэнергии обозначается косинусом фи ( cos ф) и называется коэффициентом мощности цепи. [17]

К недостаткам ТНЗО следует отнести некоторое снижение КПД и косинуса фи. Однако это снижение очень невелико и обычно вполне допустимо. Конкретные показатели ТНЗО будут приведены далее. [19]

Повышение напряжения холостого хода источника переменого тока приводит к снижению косинуса фи. Иначе говоря, увеличение напряжения холостого хода снижает коэффициент полезного действия источника питания. [20]

Повышение напряжения холостого хода источника переменного тока приводит к снижению косинуса фи. Иначе говоря, увеличение напряжения холостого хода снижает коэффициент полезного действия источника питания. [21]

Повышение напряжения холостого хода источника переменою тока приводит к снижению косинуса фи. Иначе говоря, увеличение напряжения холостого хода снижает коэффициент полезного действия источника питания. [22]

В результате использования некоторых изобретений и рационализаторских предложений изменяется коэффициент мощности косинус фи ( со8ф), как это учесть при определении экономического эффекта. [23]

При неполной нагрузке требуются более мощные трансформаторы, а низкое значение косинуса фи вдобавок увеличивает потребную мощность трансформаторов. Способы улучшения косинуса фи разнообразны. [24]

Недостатками этих стабилизаторов являются: понижение кпд и коэффициента мощности ( косинуса фи), большое магнитное поле рассеяния, искажение формы напряжения, большие вес и размеры при значительных мощностях, а следовательно, и относительно высокая стоимость. Кроме того, качество стабилизации изменяется, если нагрузочное сопротивление имеет реактивные составляющие. [26]

Множитель cos p является коэффициентом мощности, Часто его называют просто косинусом фи. Коэффициент мощности показывает, какую долю кажущейся мощности составляет активная мощность. [27]

В этом случае обеспечивается большая производительность сварки, экономится электроэнергия, больше косинус фи, равномернее распределяется нагрузка между фазами. Регулятор тока такого трансформатора Тр состоит из двух сердечников с регулируемыми воздушными зазорами. Две обмотки регулятора / и 2 расположены на одном сердечнике и включаются последовательно с электродами, обмотка 3 - на втором сердечнике и подключается к свариваемой конструкции. [29]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Косинус фи в электротехнике - это... Коэффициент мощности

Коэффициент мощности, или косинус фи в электротехнике – это отношение активной мощности P (Вт) к полной S (ВА): cos(φ) = P/S. Он указывает на то, насколько эффективно данное устройство использует электрическую энергию.

Идеальная нагрузка

Для объяснения физического значения коэффициента мощности рассмотрим пример расчета косинуса фи для различных потребителей. Предположим, в линию переменного тока подключен идеальный конденсатор. Так как переменное напряжение непрерывно меняет свою полярность, конденсатор половину времени будет заряжаться и половину – возвращать сохраненную энергию обратно к источнику. В результате в линии будут постоянно циркулировать электроны, но чистой передачи энергии не будет. Итак, в проводнике будет и напряжение, и ток, но активной мощности не будет. Произведение U на I называется мнимой мощностью, потому что это просто математическое число, которое не имеет реального физического смысла. В этом примере коэффициент мощности равен 0.

косинус фи в электротехнике это

Аналогично расчет косинуса фи для единственного идеального индуктора приведет к cos(φ) = 0, за исключением того, что его ток будет отставать от напряжения.

Теперь рассмотрим противоположный крайний случай резистивной нагрузки. В этом случае вся электрическая энергия, поступающая к ней, потребляется и преобразуется в другие виды энергии, такие как тепло. Это пример того, когда косинус фи в электрике равен 1. Все реальные схемы работают где-то в промежутке между этими двумя крайностями.

Векторная математика

При анализе цепей синусоидальный сигнал можно представить комплексным числом (называемым вектором), модуль которого пропорционален величине сигнала, а угол равен его фазе относительно некоторой ссылки. В линейных схемах коэффициент мощности равен косинусу фи. В электротехнике это угол между фазами напряжения и тока. Эти векторы и соответствующие им активные и реактивные составляющие мощности могут быть представлены в виде прямоугольного треугольника. Конечно, напряжение – это электрическое поле, а ток – поток электронов, поэтому так называемый угол между их векторами является не более чем математической величиной. Условились считать, что индуктивная нагрузка создает положительную реактивную мощность Q (измеряемую в вольт-амперах-реактивных, ВАр). Это связано с так называемым «запаздывающим» коэффициентом, поскольку ток отстает от напряжения. Аналогично емкостная нагрузка создает отрицательную Q и «опережающий» λ.

основы электротехники

Нелинейные искажения

Индукторы и конденсаторы – не единственные причины низкого косинуса фи. В электротехнике это обычное явление, когда (за исключением идеальных R, L и C) электрические цепи нелинейны, особенно из-за наличия таких активных компонентов, как выпрямители. В таких схемах ток I (t) непропорционален напряжению V (t), даже если последнее является чистой синусоидой, поскольку I (t) будет периодическим, но не синусоидальным. Согласно теореме Фурье, любая периодическая функция представляет собой сумму синусоидальных волн с частотами, кратными исходной. Эти волны называются гармониками. Можно показать, что они не способствуют передаче чистой энергии, а увеличивают ток и уменьшают коэффициент λ. Когда напряжение синусоидальное, только первая гармоника I1 обеспечит реальную мощность. Однако ее величина зависит от фазового сдвига между током и напряжением. Эти факты отражены в общей формуле расчета коэффициента мощности: λ = (I1/I) × cos(φ). Первый член в этом уравнении представляет собой искажения, а второй – смещение.

косинус фи трансформатора

Активная и пассивная компенсация

Коррекция косинуса фи в электротехнике – это любая техника увеличения коэффициента мощности до 1. В общем случае cos(φ) может варьироваться от 0 до 1. Чем выше коэффициент мощности, тем эффективнее используется электричество. Причинами несовершенства являются искажения и фазовый сдвиг между гармониками напряжения и тока той же частоты. Поэтому существуют две основные категории методов коррекции коэффициента мощности.

Гармонические искажения вызваны нелинейными компонентами, такими как мост выпрямителя в источниках питания постоянного тока, который подключается непосредственно к большому накопительному конденсатору. Их можно скорректировать на этапе проектирования источника питания путем введения различных пассивных или активных схем компенсации. Основным источником фазового сдвига U-I являются промышленные асинхронные двигатели, которые с точки зрения схемы имеют индуктивную нагрузку. Косинус фи двигателя (который на холостом ходу падает до 0,1) можно увеличить, добавив внешние компенсирующие конденсаторы. При этом их необходимо установить как можно ближе к нагрузке, чтобы избежать циркуляции реактивной мощности до места их размещения.

косинус фи различных потребителей

Активная компенсация реактивной мощности использует активные электронные схемы с обратной связью, которые сглаживают форму кривой выпрямленного тока.

Нелинейные устройства генерируют гармонические колебания с частотой ƒ=1/(2π√LC). Если она совпадает с одной из гармоник, то будет усиливаться, что может привести к различным последствиям, в т. ч. катастрофическим. Во избежание этого, последовательно с компенсирующим конденсатором подсоединяют небольшой индуктор, что образует т. н. шунтирующий фильтр подавления гармоник.

Существует несколько причин для корректировки косинуса фи для различных потребителей. Известно, что когда λ < 1, в линии циркулируют переменные токи, которые не передают активную мощность, но вызывают рассеивание тепла в проводке, создают дополнительную нагрузку на генераторы и требуют электрогенерирующего оборудования большего размера. Вот почему электроэнергетические компании могут взимать с крупных клиентов дополнительную плату при λ < 0,95, выставлять счета за полную мощность или штрафовать за превышение реактивной. Таким образом, для промышленного объекта компенсация мнимой составляющей может быть выгодной.

косинус фи двигателя

Коррекция λ в быту

Что касается электроники, существуют правила, которые ограничивают гармоники, привносимые бытовой техникой (ПК, телевизорами и т. д.) в сеть. Несмотря на отсутствие международных стандартов, которые непосредственно регулируют коэффициент мощности, его корректировка автоматически снижает гармонические искажения. Таким образом, для разработчиков блоков питания основной причиной повышения косинуса фи трансформатора является удовлетворение конкретного требования к содержанию гармоник, даже если оно не может давать никаких прямых выгод ни для производителя, ни для пользователя.

В быту низкий λ уменьшает пропускную способность проводников и автоматических выключателей. Помимо этого, вопреки распространенному заблуждению лиц, не знакомых с основами электротехники, домовладельцы и потребители от коррекции коэффициента мощности выгоды не получают.

косинус фи в электрике

Мнимая польза

Производится ряд «приборов», предлагаемых через Интернет, продавцы которых утверждают, что они сократят счета за электричество, корректируя коэффициент мощности в домашней электросети. Их рекламируют под разными названиями. В связи с этим потребители часто спрашивают, уменьшит ли компенсация реактивной мощности счета за электричество? Действительно, коррекция λ снижает потребление полного тока и соответственно уменьшает Q. Однако в настоящее время в жилых домах реактивная мощность не тарифицируется. Знание основ электротехники позволяет избежать участи жертв такого обмана.

Нужно ли компенсировать Q?

Потребители платят исключительно за активную энергию, т. е. за киловатт-часы, и это единственное, что могут измерить старомодные ротационные счетчики. Технически снижение реактивной составляющей немного снизит потери в кабелях между счетчиком коммунальных услуг и точкой соединения компенсатора мнимой мощности, но этот эффект пренебрежительно незначителен. По большому счету, улучшение коэффициента λ и снижение мнимого тока практически не влияет на показания счетчика. Теоретически ситуация изменится, если внутренние тарифы будут включать плату за киловольт-ампер-часы, измеренные современными счетчиками, однако это маловероятно. Конечно, электрическим компаниям выгодно снижать Q, но сначала нужно определить показатели домашней нагрузки, чтобы не принести больше вреда, чем пользы.

расчет косинуса фи

Нужны ли встроенные компенсаторы?

По тем же соображениям нет смысла покупать технику со встроенной коррекцией коэффициента мощности. Фактически активная система компенсации даже увеличивает расходы из-за добавления стадии преобразования. Таким образом, при прочих равных условиях, потребление электроэнергии может увеличиться. Однако коррекция коэффициента мощности в электронике дает определенные технические выгоды. В частности, это увеличивает количество ватт, которые можно извлечь из розетки. Другим преимуществом является то, что приборы могут работать при любом напряжении (115 или 230 В). Но стоит ли это дополнительной платы?

загрузка...

allwomanday.ru

КОСИНУС ФИ - это... Что такое КОСИНУС ФИ?

косинус — сущ., кол во синонимов: 1 • функция (49) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

косинус — синус дополнения лат.: cosinus, complementi sinus новолат. лат … Словарь сокращений и аббревиатур

dic.academic.ru