अल्टरनेटिंग करंट सर्किटमध्ये पॉवर फॅक्टरचे अप्रत्यक्ष निर्धारण करण्याचे सिद्धांत आणि पद्धती

पॉवर फॅक्टर किंवा कोसाइन फी, साइनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंटच्या वापरकर्त्याच्या संदर्भात, या वापरकर्त्याला नेटवर्कवरून पुरवल्या जाणार्‍या एकूण पॉवर S आणि सक्रिय वीज वापर P चे गुणोत्तर आहे.

एकूण शक्ती एस, सामान्य स्थितीत, विचारात घेतलेल्या सर्किटमधील वर्तमान I आणि व्होल्टेज U च्या प्रभावी (रूट मीन स्क्वेअर) मूल्यांचे उत्पादन आणि सक्रिय पॉवर P — वापरकर्त्याद्वारे अपरिवर्तनीयपणे वापरल्याप्रमाणे, म्हणून परिभाषित केले जाऊ शकते. कामाचे ऑपरेशन.

प्रतिक्रियाशील शक्ती प्र, जरी तो एकूण शक्तीचा भाग आहे, तथापि, ते कार्य करण्यासाठी वापरले जात नाही, परंतु केवळ वापरकर्त्याच्या सर्किटच्या काही घटकांमध्ये वैकल्पिक विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांच्या निर्मितीमध्ये भाग घेते.

वगळता थेट पॉवर फॅक्टर मापन इलेक्ट्रोडायनामिक उपकरणांचा वापर - फेज मीटर, बर्‍याच तार्किक अप्रत्यक्ष पद्धती आहेत ज्या तुम्हाला या अत्यंत महत्वाच्या विद्युत प्रमाणाचे मूल्य गणितीयदृष्ट्या अचूकपणे समजून घेण्यास अनुमती देतात जी वापरकर्त्याला सायनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंट सर्किटमध्ये वैशिष्ट्यीकृत करते.

चला डेटा पाहू अप्रत्यक्ष पद्धती तपशीलवार, अप्रत्यक्ष पॉवर फॅक्टर मापनाचे तत्व समजून घेऊ.

व्होल्टमीटर, अॅमीटर आणि वॉटमीटर पद्धत

इलेक्ट्रोडायनामिक वॅटमीटर त्याच्या फिरत्या कॉइलच्या सर्किटमध्ये अतिरिक्त सक्रिय प्रतिकार सह, एसी सर्किट पी मध्ये वापरल्या जाणार्‍या अत्यंत सक्रिय उर्जेचे मूल्य दर्शवते.

जर आता, व्होल्टमीटर आणि अॅमीटर वापरून, अभ्यासाधीन लोडच्या सर्किटमध्ये कार्य करणार्‍या वर्तमान I आणि व्होल्टेज U ची सरासरी मूल्ये मोजली, तर या दोन पॅरामीटर्सचा गुणाकार केल्याने, आपल्याला फक्त एकूण शक्ती S मिळेल. .

नंतर दिलेल्या लोडचा पॉवर फॅक्टर (कोसाइन फाई) सूत्र वापरून सहज शोधता येईल:

येथे, तुमची इच्छा असल्यास, तुम्ही रिऍक्टिव्ह पॉवर Q चे मूल्य, सर्किट z चे एकूण प्रतिकार देखील शोधू शकता. ओमचा कायदा, तसेच सक्रिय आणि प्रतिक्रियात्मक प्रतिकार, फक्त एक प्रतिकार त्रिकोण तयार करून किंवा त्याचे प्रतिनिधित्व करून, आणि नंतर पायथागोरियन प्रमेय वापरून:

काउंटर आणि ammeter पद्धत

ही पद्धत वापरण्यासाठी, एक सर्किट एकत्र करणे आवश्यक आहे ज्यामध्ये लोड Z आणि ammeter सह मालिकेत सर्वात सोपे जोडलेले आहे. वीज मीटर वा.

ठराविक कालावधीसाठी, एका मिनिटाच्या क्रमाने, डिस्क N च्या क्रांतीची संख्या मोजणे आवश्यक असेल, जे दिलेल्या वेळेत खर्च केलेल्या सक्रिय उर्जेचे प्रमाण दर्शवेल (म्हणजे, विचारात घेऊन पॉवर फॅक्टर).

येथे: डिस्क N च्या क्रांतीची संख्या, गुणांक k हे प्रति क्रांती उर्जेचे प्रमाण आहे, I आणि U अनुक्रमे rms प्रवाह आणि व्होल्टेज आहेत, t ही क्रांती मोजण्याची वेळ आहे, कोसाइन फाई हा पॉवर फॅक्टर आहे:

नंतर, अभ्यासलेल्या वापरकर्त्या Z च्या ऐवजी, सक्रिय लोड R समान काउंटरद्वारे सर्किटमध्ये समाविष्ट केले जाते, परंतु थेट नाही, परंतु रिओस्टॅट R1 द्वारे (प्रथम प्रकरणात समान वर्तमान I प्राप्त करणे, वापरकर्ता Z सह). डिस्क N1 च्या क्रांतीची संख्या त्याच वेळेसाठी राखली जाते. परंतु येथे, लोड सक्रिय असल्याने, कोसाइन फी (पॉवर फॅक्टर) नक्कीच 1 च्या समान आहे. म्हणून:

नंतर डिस्क काउंटरच्या क्रांतीचे गुणोत्तर पहिल्या आणि दुसर्‍या प्रकरणांमध्ये समान कालावधीसाठी रेकॉर्ड केले जाते. हे कोसाइन फाई असेल, म्हणजेच, पहिल्या लोडचा पॉवर फॅक्टर (समान असलेल्या पूर्णपणे सक्रिय लोडशी संबंधित वर्तमान):

तीन ammeter पद्धत

तीन ammeters वापरून साइनसॉइडल करंट सर्किटमधील पॉवर फॅक्टर निर्धारित करण्यासाठी, आपण प्रथम खालील सर्किट एकत्र करणे आवश्यक आहे:

येथे Z हा एक भार आहे ज्याचा पॉवर फॅक्टर ठरवायचा आहे आणि R हा पूर्णपणे सक्रिय भार आहे.

लोड R पूर्णपणे सक्रिय असल्याने, कोणत्याही क्षणी वर्तमान I1 या लोडवर लागू केलेल्या वैकल्पिक व्होल्टेज U सह टप्प्यात आहे. या प्रकरणात, वर्तमान I हा प्रवाह I1 आणि I2 च्या भौमितिक बेरीजच्या बरोबरीचा आहे. आता आपण या स्थितीवर आधारित प्रवाहांचे वेक्टर आकृती तयार करू:

प्रवाहांच्या वेक्टर आकृतीवर, वर्तमान I1 आणि वर्तमान I2 मधील तीव्र कोन हा कोन phi आहे, ज्याचा कोसाइन (खरं तर, पॉवर फॅक्टरचे मूल्य) मूल्यांच्या विशेष सारणीतून शोधले जाऊ शकते. त्रिकोणमितीय फंक्शन्सचे किंवा सूत्रानुसार गणना केली जाते:

येथून आपण कोसाइन फाई व्यक्त करू शकतो, म्हणजेच इच्छित पॉवर फॅक्टर:

सापडलेल्या पॉवर फॅक्टरचे चिन्ह («+» किंवा «-«) लोडचे स्वरूप दर्शवेल. जर पॉवर फॅक्टर (कोसाइन फाई) ऋणात्मक असेल, तर भार हे कॅपेसिटिव्ह स्वरूपाचे असते. जर पॉवर फॅक्टर सकारात्मक मूल्य असेल, तर लोडचे स्वरूप प्रेरक आहे.