Основні теоретичні положення. Зсув фаз між миттєвою напругою й і струмом і в колах синусоїдального струму залежить

Зсув фаз між миттєвою напругою й і струмом і в колах синусоїдального струму залежить від характеру навантаження (активне, індуктивне, ємкісне) і визначається за формулою:

φ =ψu-ψi, де ψu и ψi – початкові фази напруги і струму.

Визначити зсув фаз за допомогою електродинамічного фазометра можна користуючись формулою:

φ=arccos φ, де cos φ – показання фазометра.

Електродинамічний фазометр використовує вимірювальну систему логометр (рис. 2.1). Він має дві нерухомі котушки 1, які вмикаються в коло навантаження послідовно, і дві жорстко з'єднаних між собою під кутом γ рухомі котушки 2 і 3, які зв'язані зі стрілкою і ввімкнуті паралельно напрузі мережі (рис. 2.2). Вмиканням в коло рухомої котушки 2 додаткового резистора R2 досягається зближення по фазі струму I2 цієї котушки з напругою, а вмиканням в коло котушки 2 наряду індуктивної котушки L1 з активним опором R1– відставання струму I1 по фазі від напруги. Струм нерухомої котушки 1 відстає від напруги за рахунок характеру навантаження, що відображається векторною діаграмою (рис. 2.3).

Рис. 2.2Схема вмикання котушок Рис. 2.3Векторна діаграма

електродинамічного фазометра електродинамічного логометра

Обертові моменти котушок будуть:

де α – кут повороту стрілки; M₁₂, M₂₁ – взаємна індуктивність рухомих котушок;γ– кут між рухомими котушками.

Оскільки моменти M₁, M₂ зустрічно направлені, то встановлена рівновага
повороту стрілки буде при M₁=М₂.

Якщо конструктивно котушки виконані так, що: , то: .

Із останнього виразу випливає, що кут відхилення стрілки a
пропорційний cosφ. Це дає можливість визначити коефіцієнт потужності, а
також і кут зсуву фаз по фазометру.

Стрілка фазометра не має протидіючих пружин, тому може знаходитись
на будь-якій позначці шкали, яка має межі вимірювання 0,5-1,0-0,5.
Відхилення стрілки вправо від 1,0 говорить про індуктивне навантаження, а
вліво – ємнісне навантаження.

Зсув фаз можна визначити за показаннями ватметра P, вольтметра U і амперметра І, використовуючи формулу:

,

Виміряти зсув фаз між миттєвою напругою u та струмом i можна за
допомогою однопроменевого осцилографа з двоканальним електронним
комутатором, який дає можливість спостерігати сумісні осцилограми напруги і струму для візуального вимірювання зсуву фаз j (рис. 2.4) за формулою:

,

де T – тривалість періоду коливань, мм; А – зсув фаз, мм.

Дата добавления: 2015-10-02