мгновенная мощность

Ответ от ВИКА[новичек]
Мощность равна произведению напряжения на зажимах цепи на ток, протекающий в этой цепи:
р — и г.
Поскольку напряжение и ток изменяются, то по отношению к переменному току можно говорить о мощности D данный момент, т. е. о мгновенной мощности.
Мгновенная мощность равна нулю в те моменты, когда равны нулю и или i. Мгновенная мощность положительна, когда направление напряжения и тока на нагрузке одинаковы, и отрицательна, когда и и i разных анаков.
Измерить мгновенную мощность относительно сложно. Поэтому для оценки энергетических соотношений в цепи переменного тока возьмем среднее значение мгновенной мощности за период. Среднее значение мощности за период называют активной мощностью.
Рассмотрим энергетические процессы в цепях переменного тока.
В цепи переменного тока только с активным сопротивлением ток и напряжение совпадают по фазе, следовательно,
I = IM sinwt, и = UM sinwt.
Мгновенная мощность будет равна:
р = и г = UMIM sin2wt
Средняя мощность в цепи переменного тока, содержащей только активное сопротивление, будет равна:
Р = U I.
На рис. 5 приведены кривые напряжения, тока и мощности для этой цепи. Из графика видно, что мгноиенная мощность всегда положительна. Это значит, что независимо от направления тока в цепи энергия пере¬дается всегда в одном направлении от источника к приемнику. В приемнике электрическая энергия преобразуется в другие формы энергии (тепло, механическую работу) .
Пока ток возрастает, мгновенная мощность положительна, т. е. энергия передается от источника к индуктивности. В это время происходит накапливание энергии в магнитном поле индуктивности. К концу первой четверти периода эта энергия достигает своего максимума.
Во второй четверти периода, когда ток убывает, мгновенная мощность отрицательна, т. е. вся энергия, запасенная магнитным полем индуктивности, возвращается назад к источнику.
Среднее значение мощности за период будет равно нулю. Следовательно, и активная мощность в такой цепи равна нулю. Ток в цепи не совершает работы, а обуславливается лишь колебаниями энергии между источником и магнитным полем индуктивности. Этот ток называется реактивным. Он бесполезно загружает источники энергии и провода линий передач.
В цепи с емкостью, так же как и в цепи с индуктивностью, мгновенная мощность изменяется с двойной частотой по отношению к току.
В этой цепи мощность положительна, т. е. энергия передается от источника к емкости, пока возрастает напряжение. В это время происходит накапливание энергии D электрическом поле между обкладками конденсатора. Во второй четверти периода, когда напряжение понижается, мощность отрицательна, так как емкость разряжается на источник электроэнергии. За это время вся энергии, напасенная в электрическом поле между обкладками конденсатора, возвращается источнику.
Среднее значение мощности за период равно нулю. В цепи будет протекать реактивный емкостный ток,
обусловленный колебаниями энергии между источником и емкостью.
Большинство промышленных электрических цепей содержит активное сопротивление и индуктивность. В этом случае ток отстает от напряжения на некоторый угол ф. Величина этого угла зависит от соотношения активного и реактивного (индуктивного) сопротивлений цепи.
Чем больше индуктивность цепи при одном и том же активном сопротивлении, тем на больший угол ток отстает от напряжения.
Среднее значение за период составляющей U I cos(2wt + ср) равно нулю. Поэтому средняя (активная) мощность цепи будет равна:
Р = U I coscp.
Последнее выражение для активной мощности является общим, и оно справедливо при наличии сдвига фаз между током и напряжением, вызванного любой причиной. Электрические машины и аппараты конструируют для работы при определенных значениях тока и напряжения. Поэтому некоторые из них характеризуют не активной мощностью, зависящей от сдвига фаз ср между напряжением и током, а полной мощностью (S = U I), представляющей собой произведение действующих значений напряжения и тока. Очевидно, что полная мощность равна
Источник: