2019-11-13
На табличке, прикрепленной к электродвигателю переменного тока, выбиты следующие данные:
$U =220 в, I = 5 а, N = 0,9 квт$.
Если, как это обычно делается для определения мощности, перемножить два первых числа, получится 1,1 квг. Почему же на табличке для мощности двигателя приведено другое значение?
Решение:
Ток и напряжение в приборе, включенном в сеть переменного тока, могут изменяться так, что максимальные и минимальные значения ими будут достигаться одновременно. В этом случае говорят, что ток и напряжение совпадают по фазе. Ток и напряжение совпадают по фазе, когда в сеть переменного тока включен прибор, обладающий только активным сопротивлением, например электрическая плитка. В этом случае мощность, потребляемую прибором, можно вычислить по формуле
$N = IU$, (1)
где $I$ и $U$ - эффективные значения тока и напряжения соответственно.
Однако не всегда ток и напряжение совпадают по фазе. Если включить в цепь переменного тока катушку самоиндукции или конденсатор, то максимальные и минимальные значения током и напряжением будут достигаться неодновременно. В этом случае формула мощности приобретает иной вид - в ней появляется третий сомножитель $k$, называемый коэффициентом мощности:
$N = kIU$. (2)
$I$ и $U$ здесь имеют тот же смысл, что и в формуле (1). Множитель $k$ называют часто иначе - «косинус фи». «Фи» - это угол сдвига фаз между током и напряжением.
Обмотки электромотора обладают не только активным сопротивлением, но также и индуктивным. В результате между током, протекающим по обмоткам электромотора, и напряжением, приложенным к нему, возникает сдвиг по фазе. Косинус угла сдвига фаз при нормальном режиме работы равен:
$k = \frac{N}{IU} = \frac{900 вт}{220в \cdot 5а} = 0,82$.
Обычно значение «косинуса фи», соответствующее оптимальному режиму работы, указывается в паспорте электродвигателя.