ஏசி மின்சாரம் மற்றும் மின் இழப்புகள்

செயலில் உள்ள எதிர்ப்பை மட்டுமே கொண்ட மின்சுற்றின் சக்தி செயலில் உள்ள ஆற்றல் P என அழைக்கப்படுகிறது. இது பின்வரும் சூத்திரங்களில் ஒன்றைப் பயன்படுத்தி வழக்கம் போல் கணக்கிடப்படுகிறது:

செயலில் உள்ள ஆற்றல் தற்போதைய ஆற்றலின் மீளமுடியாத (மீளமுடியாத) நுகர்வை வகைப்படுத்துகிறது.

சங்கிலியில் மாறுதிசை மின்னோட்டம் DC சர்க்யூட்களை விட பல காரணங்களால் ஈடுசெய்ய முடியாத ஆற்றல் இழப்பு ஏற்படுகிறது. இந்த காரணங்கள் பின்வருமாறு:

1. மின்னோட்டத்தால் கம்பியை சூடாக்குதல்... நேரடி மின்னோட்டத்திற்கு, வெப்பமாக்கல் என்பது ஆற்றல் இழப்பின் ஒரே வடிவமாகும். மற்றும் மாற்று மின்னோட்டத்திற்கு, இது நேரடி மின்னோட்டத்துடன் மதிப்பில் உள்ளது, மேற்பரப்பு விளைவு காரணமாக கம்பியின் எதிர்ப்பின் அதிகரிப்பு காரணமாக கம்பியை சூடாக்குவதற்கான ஆற்றல் இழப்பு அதிகமாக உள்ளது. உயர்ந்தது தற்போதைய அதிர்வெண், அது அதிகம் பாதிக்கிறது மேற்பரப்பு விளைவு மற்றும் கம்பியை சூடாக்குவதற்கு அதிக இழப்பு.

2. சுழல் மின்னோட்டங்களை உருவாக்குவதற்கான இழப்புகள், இல்லையெனில் ஃபோக்கோ மின்னோட்டங்கள் என்று அழைக்கப்படும்... இந்த மின்னோட்டங்கள் மாற்று மின்னோட்டத்தால் உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலத்தில் உள்ள அனைத்து உலோக உடல்களிலும் தூண்டப்படுகின்றன. செயலில் இருந்து சுழல் நீரோட்டங்கள் உலோக உடல்கள் வெப்பமடைகின்றன.குறிப்பாக குறிப்பிடத்தக்க சுழல் மின்னோட்ட இழப்புகளை எஃகு கோர்களில் காணலாம். சுழல் நீரோட்டங்களை உருவாக்குவதற்கான ஆற்றல் இழப்புகள் அதிகரிக்கும் அதிர்வெண்ணுடன் அதிகரிக்கும்.

எடி நீரோட்டங்கள் - ஒரு பெரிய மையத்தில், b - ஒரு லேமல்லர் மையத்தில்

3. காந்த ஹிஸ்டெரிசிஸ் இழப்பு... மாற்று காந்தப்புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், ஃபெரோமேக்னடிக் கோர்கள் மீண்டும் காந்தமாக்கப்படுகின்றன. இந்த வழக்கில், முக்கிய துகள்களின் பரஸ்பர உராய்வு ஏற்படுகிறது, இதன் விளைவாக கோர் வெப்பமடைகிறது. அதிர்வெண் அதிகரிப்பதால் இழப்புகள் அதிகரிக்கும் காந்த ஹிஸ்டெரிசிஸ் வளர்ந்து வருகிறது.

4. திட அல்லது திரவ மின்கடத்தா இழப்புகள்... அத்தகைய மின்கடத்தாக்களில், மாற்று மின்சார புலம் ஏற்படுகிறது மூலக்கூறுகளின் துருவமுனைப்பு, அதாவது, மூலக்கூறுகளின் எதிரெதிர் பக்கங்களில் மின்னூட்டங்கள் தோன்றும், மதிப்பில் சமமாக ஆனால் அடையாளத்தில் வேறுபட்டது. துருவப்படுத்தப்பட்ட மூலக்கூறுகள் புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் சுழலும் மற்றும் பரஸ்பர உராய்வை அனுபவிக்கின்றன. இதன் காரணமாக, மின்கடத்தா வெப்பமடைகிறது. அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது, ​​அதன் இழப்புகள் அதிகரிக்கும்.

5. இன்சுலேஷன் கசிவு இழப்புகள்... பயன்படுத்தப்படும் இன்சுலேடிங் பொருட்கள் சிறந்த மின்கடத்தா அல்ல மற்றும் அவற்றில் கசிவு கசிவுகள் காணப்படுகின்றன. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், காப்பு எதிர்ப்பு, மிக அதிகமாக இருந்தாலும், முடிவிலிக்கு சமமாக இல்லை. இந்த வகையான இழப்பு நேரடி மின்னோட்டத்திலும் உள்ளது. அதிக மின்னழுத்தங்களில், கம்பியைச் சுற்றியுள்ள காற்றில் கட்டணம் செலுத்துவது கூட சாத்தியமாகும்.

6. மின்காந்த அலைகளின் கதிர்வீச்சினால் ஏற்படும் இழப்புகள்... ஏதேனும் ஏசி கேபிள் மின்காந்த அலைகளை வெளியிடுகிறது, மற்றும் அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது, ​​உமிழப்படும் அலைகளின் ஆற்றல் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது (அதிர்வெண் சதுரத்திற்கு விகிதாசாரமாக).மின்காந்த அலைகள் கடத்தியை மீளமுடியாமல் விட்டுவிடுகின்றன, எனவே அலைகளை வெளியேற்றுவதற்கான ஆற்றல் நுகர்வு சில செயலில் உள்ள எதிர்ப்பின் இழப்புகளுக்கு சமம். ரேடியோ டிரான்ஸ்மிட்டர் ஆண்டெனாக்களில், இந்த வகையான இழப்பு பயனுள்ள ஆற்றல் இழப்பு ஆகும்.

7. மற்ற மின்சுற்றுகளுக்கு மின்சாரம் கடத்தப்படுவதற்கான இழப்புகள்... அதன் விளைவாக மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வுகள் சில ஏசி மின்சாரம் ஒரு சர்க்யூட்டில் இருந்து அருகிலுள்ள மற்றொரு சுற்றுக்கு மாற்றப்படுகிறது. சில சந்தர்ப்பங்களில், மின்மாற்றிகளில், இந்த ஆற்றல் பரிமாற்றம் நன்மை பயக்கும்.

AC சர்க்யூட்டின் செயலில் உள்ள எதிர்ப்பானது, பட்டியலிடப்பட்ட அனைத்து வகையான மீட்டெடுக்க முடியாத ஆற்றல் இழப்புகளையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது... தொடர் சுற்றுக்கு, நீங்கள் செயலில் உள்ள எதிர்ப்பை செயலில் உள்ள சக்தியின் விகிதமாக வரையறுக்கலாம், அனைத்து இழப்புகளின் வலிமை தற்போதைய:

எனவே, கொடுக்கப்பட்ட மின்னோட்டத்திற்கு, சுற்றுகளின் செயலில் உள்ள எதிர்ப்பு அதிகமாக உள்ளது, அதிக செயலில் உள்ள சக்தி, அதாவது, மொத்த ஆற்றல் இழப்புகள் அதிகமாகும்.

தூண்டல் எதிர்ப்பைக் கொண்ட மின்சுற்றுப் பிரிவில் உள்ள சக்தியானது வினைத்திறன் சக்தி Q என அழைக்கப்படுகிறது ... இது எதிர்வினை ஆற்றலை வகைப்படுத்துகிறது, அதாவது, மீளமுடியாமல் நுகரப்படாத ஆற்றல், ஆனால் ஒரு காந்தப்புலத்தில் தற்காலிகமாக மட்டுமே சேமிக்கப்படுகிறது. செயலில் உள்ள சக்தியிலிருந்து வேறுபடுத்துவதற்கு, எதிர்வினை சக்தியானது வாட்களில் அல்ல, ஆனால் எதிர்வினை வோல்ட்-ஆம்பியர்களில் (var அல்லது var) அளவிடப்படுகிறது... இது சம்பந்தமாக, இது முன்பு அன்ஹைட்ரஸ் என்று அழைக்கப்பட்டது.

எதிர்வினை சக்தி சூத்திரங்களில் ஒன்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

இதில் UL என்பது தூண்டல் எதிர்ப்பு xL கொண்ட பிரிவில் உள்ள மின்னழுத்தம்; நான் இந்தப் பிரிவில் தற்போதையவன்.

செயலில் மற்றும் தூண்டல் எதிர்ப்பைக் கொண்ட தொடர் சுற்றுக்கு, மொத்த சக்தி S இன் கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது... இது மொத்த மின்சுற்று மின்னழுத்தம் U மற்றும் தற்போதைய I இன் உற்பத்தியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் வோல்ட்-ஆம்பியர்களில் (VA அல்லது VA) வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

செயலில் எதிர்ப்பைக் கொண்ட பிரிவில் உள்ள சக்தி மேலே உள்ள சூத்திரங்களில் ஒன்று அல்லது சூத்திரத்தால் கணக்கிடப்படுகிறது:

இங்கு φ என்பது மின்னழுத்தம் U மற்றும் மின்னோட்டம் I இடையே உள்ள கட்ட கோணமாகும்.

cosφ இன் குணகம் ஆற்றல் காரணியாகும்... இது பெரும்பாலும் அழைக்கப்படுகிறது "கோசைன் ஃபை"… ஆற்றல் காரணி மொத்த சக்தியில் எவ்வளவு செயலில் உள்ள சக்தி என்பதைக் காட்டுகிறது:

cosφ இன் மதிப்பு பூஜ்ஜியத்திலிருந்து ஒற்றுமைக்கு மாறுபடும், இது செயலில் மற்றும் எதிர்வினை எதிர்ப்பின் விகிதத்தைப் பொறுத்து மாறுபடும். சுற்றத்தில் ஒன்று மட்டும் இருந்தால் வினைத்திறன், பின்னர் φ = 90 °, cosφ = 0, P = 0 மற்றும் மின்சுற்றில் உள்ள சக்தி முற்றிலும் வினைத்திறன் கொண்டது. செயலில் எதிர்ப்பு மட்டுமே இருந்தால், φ = 0, cosφ = 1 மற்றும் P = S, அதாவது, சுற்றுவட்டத்தில் உள்ள அனைத்து சக்தியும் முற்றிலும் செயலில் உள்ளது.

குறைந்த cosφ, வெளிப்படையான சக்தியின் செயலில் உள்ள ஆற்றல் பங்கு சிறியது மற்றும் அதிக எதிர்வினை சக்தி. ஆனால் மின்னோட்டத்தின் வேலை, அதாவது, அதன் ஆற்றலை வேறு சில வகையான ஆற்றலாக மாற்றுவது, செயலில் உள்ள சக்தியால் மட்டுமே வகைப்படுத்தப்படுகிறது. மற்றும் எதிர்வினை சக்தி என்பது ஜெனரேட்டருக்கும் சுற்றுகளின் எதிர்வினை பகுதிக்கும் இடையில் ஏற்ற இறக்கமாக இருக்கும் ஆற்றலை வகைப்படுத்துகிறது.

மின் கட்டத்திற்கு, இது பயனற்றது மற்றும் தீங்கு விளைவிக்கும். ரேடியோ பொறியியலில் வினைத்திறன் சக்தி அவசியமானது மற்றும் பல சந்தர்ப்பங்களில் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, ரேடியோ பொறியியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்றும் மின் அலைவுகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் அலைவு சுற்றுகளில், இந்த அலைவுகளின் வலிமை கிட்டத்தட்ட முற்றிலும் எதிர்வினையாக இருக்கும்.
திசையன் வரைபடம், cosφ மாற்றுவது எப்படி ரிசீவர் மின்னோட்டத்தை I ஐ அதன் சக்தியில் மாற்றமில்லாமல் மாற்றுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.

நிலையான சக்தி மற்றும் பல்வேறு சக்தி காரணிகளில் ரிசீவர் நீரோட்டங்களின் திசையன் வரைபடம்

பார்க்க முடியும் என, ஆற்றல் காரணி cosφ என்பது மாற்று EMF ஜெனரேட்டரால் உருவாக்கப்பட்ட மொத்த சக்தியின் பயன்பாட்டின் அளவின் முக்கிய குறிகாட்டியாகும் ... cosφ <1 இல் ஜெனரேட்டர் உருவாக்க வேண்டும் என்பதில் சிறப்பு கவனம் செலுத்த வேண்டியது அவசியம். ஒரு மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டம் அதன் தயாரிப்பு செயலில் உள்ள சக்தியை விட அதிகமாக உள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, மின்சார நெட்வொர்க்கில் செயலில் உள்ள சக்தி 1000 kW மற்றும் cosφ = 0.8 ஆக இருந்தால், வெளிப்படையான சக்தி இதற்கு சமமாக இருக்கும்:

இந்த வழக்கில் உண்மையான மின்சாரம் 100 kV மின்னழுத்தத்திலும், 10 A மின்னோட்டத்திலும் பெறப்படுகிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம். இருப்பினும், ஜெனரேட்டர் வெளிப்படையான சக்தியாக இருக்க 125 kV மின்னழுத்தத்தை உருவாக்க வேண்டும்.

அதிக மின்னழுத்தத்திற்கான ஜெனரேட்டரைப் பயன்படுத்துவது பாதகமானது என்பது தெளிவாகிறது, மேலும், அதிக மின்னழுத்தங்களில், அதிகரித்த கசிவு அல்லது சேதம் ஏற்படுவதைத் தவிர்க்க கம்பிகளின் காப்பு மேம்படுத்த வேண்டியது அவசியம். இதனால் மின்வாரியத்தின் விலை உயரும்.

எதிர்வினை சக்தி இருப்பதால் ஜெனரேட்டர் மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க வேண்டிய அவசியம், செயலில் மற்றும் எதிர்வினை எதிர்ப்பைக் கொண்ட தொடர் சுற்றுகளின் சிறப்பியல்பு ஆகும். செயலில் மற்றும் எதிர்வினை கிளைகளுடன் ஒரு இணையான சுற்று இருந்தால், ஜெனரேட்டர் ஒரு செயலில் உள்ள எதிர்ப்பைக் காட்டிலும் அதிக மின்னோட்டத்தை உருவாக்க வேண்டும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஜெனரேட்டர் கூடுதல் எதிர்வினை மின்னோட்டத்துடன் ஏற்றப்படுகிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, மேலே உள்ள மதிப்புகளுக்கு P = 1000 kW, cosφ = 0.8 மற்றும் S = 1250 kVA, இணையாக இணைக்கப்படும் போது, ​​ஜெனரேட்டர் 100 kV மின்னழுத்தத்தில் 10 A அல்ல, 12.5 A மின்னோட்டத்தைக் கொடுக்க வேண்டும். .இந்த வழக்கில், ஜெனரேட்டர் ஒரு பெரிய மின்னோட்டத்திற்காக வடிவமைக்கப்பட வேண்டும் என்பது மட்டுமல்லாமல், இந்த மின்னோட்டம் கடத்தப்படும் மின்சார வரியின் கம்பிகள் அதிக தடிமனாக எடுக்கப்பட வேண்டும், இது ஒரு வரிக்கான செலவையும் அதிகரிக்கும். ஜெனரேட்டரின் வரியிலும் முறுக்குகளிலும் 10 ஏ மின்னோட்டத்திற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட கம்பிகள் இருந்தால், 12.5 ஏ மின்னோட்டம் இந்த கம்பிகளில் அதிக வெப்பத்தை ஏற்படுத்தும் என்பது தெளிவாகிறது.

இதனால், கூடுதல் என்றாலும் எதிர்வினை மின்னோட்டம் ஜெனரேட்டரிலிருந்து எதிர்வினை ஆற்றலை எதிர்வினை சுமைகளுக்கு மாற்றுகிறது, ஆனால் கம்பிகளின் செயலில் உள்ள எதிர்ப்பின் காரணமாக தேவையற்ற ஆற்றல் இழப்புகளை உருவாக்குகிறது.

தற்போதுள்ள மின் நெட்வொர்க்குகளில், வினைத்திறன் எதிர்ப்பைக் கொண்ட பிரிவுகள் தொடர் மற்றும் செயலில் எதிர்ப்பைக் கொண்ட பிரிவுகளுடன் இணையாக இணைக்கப்படலாம். எனவே, ஜெனரேட்டர்கள் கூடுதல் மின்னழுத்தம் மற்றும் அதிகரித்த மின்னோட்டத்தை உருவாக்க வேண்டும், மேலும் பயனுள்ள செயலில் உள்ள ஆற்றல், எதிர்வினை சக்தி ஆகியவற்றை உருவாக்க வேண்டும்.

சொல்லப்பட்டதிலிருந்து, மின்மயமாக்கலுக்கு எவ்வளவு முக்கியம் என்பது தெளிவாகிறது cosφ மதிப்பை அதிகரிக்கிறது… மின் நெட்வொர்க்கில் எதிர்வினை சுமைகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் அதன் குறைப்பு ஏற்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, மின் மோட்டார்கள் அல்லது மின்மாற்றிகள் செயலற்ற நிலையில் அல்லது முழுமையாக ஏற்றப்படாமல் அவை குறிப்பிடத்தக்க எதிர்வினை சுமைகளை உருவாக்குகின்றன, ஏனெனில் அவை ஒப்பீட்டளவில் அதிக முறுக்கு தூண்டலைக் கொண்டுள்ளன. cosφ ஐ அதிகரிக்க, மோட்டார்கள் மற்றும் மின்மாற்றிகள் முழு சுமையுடன் செயல்படுவது முக்கியம். அது உள்ளது செலவை அதிகரிக்க பல வழிகள்.

முடிவில், மூன்று சக்திகளும் பின்வரும் உறவுகளால் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை நாங்கள் கவனிக்கிறோம்:

அதாவது, வெளிப்படையான சக்தி என்பது செயலில் மற்றும் எதிர்வினை சக்தியின் எண்கணித தொகை அல்ல.சக்தி S என்பது P மற்றும் Q ஆகிய அதிகாரங்களின் வடிவியல் கூட்டுத்தொகை என்று சொல்வது வழக்கம்.

மேலும் பார்க்க: மின் பொறியியலில் எதிர்வினை