Косинус фи чему равен – Коэффициент мощности cos φ: определение, назначение, формула

Содержание

Коэффициент мощности cos φ: определение, назначение, формула

Коэффициент мощности – это скалярная физическая величина, показывающая насколько рационально потребителями расходуется электрическая энергия. Другими словами, коэффициент мощности описывает электроприемники с точки зрения присутствия в потребляемом токе реактивной составляющей.

В этой статье мы рассмотрим физическую сущность и основные методы определения cos φ.

Математически cos φ

Математически cos φ определяется как отношение активной мощности к полной или равен отношению косинуса этих величин (отсюда и название параметра).

Величина коэффициента мощности может изменяться в интервале 0 — 1 (либо в диапазоне 0 — 100%). Чем ближе его величина к 1, тем лучше, поскольку при величине cos φ = 1 – потребителем реактивная мощность не потребляется (равняется 0), следовательно, меньше потребляемая полная мощность в общем.

Низкий cos φ указывает на то, что на внутреннем сопротивлении потребителя выделяется повышенная реактивная мощность.

Когда токи / напряжения являются идеальными сигналами синусоидальной формы, то коэффициент мощности составляет 1.

В энергетике для коэффициента мощности используются следующие обозначения cos φ либо λ. В случае если для определения коэффициента мощности используется λ, его значение выражают в %.

Геометрически коэффициент мощности можно изобразить, как косинус угла на векторной диаграмме между током, напряжением между током, напряжением. В связи с чем при синусоидальной форме токов и напряжений величина cos φ совпадает с косинусом угла, от которого отстают эти фазы.

Короткое видео о кратким объяснением, что такое коэффициент мощности:

Повышение коэффициента мощности

Значение коэффициента мощности рассчитывают при проектировании сетей. Поскольку низкое его значение является следствием увеличения величины общих потерь электроэнергии. Для его увеличения в сетях используют различные способы коррекции, повышая его значение до 1.

Повышение cos φ преследует 3 основные задачи:

  1. снижение потерь электроэнергии;
  2. рациональное использование цветных металлов на создание электропроводящей аппаратуры;
  3. оптимальное использование установленной мощности трансформаторов, генератор и прочих машин переменного тока.

Технически коррекция реализуется в виде введения различных дополнительных схем на вход устройств. Эта техника требуется для равномерного использования мощности фазы, устранения перегрузок нулевого провода 3-х-фазной сети, и является обязательной для импульсных источников питания, установленной мощностью 100 Вт и более.

Помимо этого, компенсация позволяет обеспечить отсутствие всплесков потребляемого тока на пике синусоиды, равномерную нагрузку на питающую линию.

Основные способы коррекции cos φ

1. Коррекция реактивной составляющей мощности производится путём включения реактивного элемента, имеющего противоположное действие. К примеру, для компенсации работы асинхронной машины, обладающей высокой индуктивной реактивной составляющей мощности, в параллель включается конденсатор.

2. Корректировка нелинейности электропотребления. При потреблении тока нагрузкой непропорционально основной гармонике напряжения, для повышения коэффициента мощности в схему вводят пассивный (активный) корректор коэффициента мощности. Наиболее простым примером пассивного корректора cos φ является дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой. Дроссель производит сглаживание импульсного потребления нагрузки и создание низшей, основной гармоники тока.

3. Корректировка естественным способом, не предусматривающая установку дополнительных устройств, предполагает упорядочение технологического процесса, рациональное распределение нагрузок, ведущее к улучшению режима потребления электроэнергии оборудованием, повышению коэффициента мощности.

Подробное видео с объяснением, что такое cosφ :

pue8.ru

Коэффициент мощности (PF= power factor, cos φ, косинус фи ), Полная (кажущаяся), активная и реактивная мощность электродвигателя=электромотора и не только его. Одно- и трехфазные нагрузки

Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Электрические и магнитные величины / / Понятия и формулы для электричества и магнетизма.  / / Коэффициент мощности (PF= power factor, cos φ, косинус фи ), Полная (кажущаяся), активная и реактивная мощность электродвигателя=электромотора и не только его. Одно- и трехфазные нагрузки


Коэффициент мощности (cos φ, косинус фи ), Полная (кажущаяся), активная и реактивная мощность электродвигателя=электромотора и не только его. Коэффициент мощности для однофазного и трехфазного электродвигателя. В чем отличие единиц мощности кВт и кВА?  Какие коэффициенты мощности «хорошие», а какие «плохие»?  Версия для печати.

На шильдиках многих электромоторов (электродвигателей и др. устройств) указывают активную мощность в Вт и cosφ / или λ /или PF. Что тут к чему см. ниже.

Подразумеваем,что переменное напряжение в сети синусоидальное — обычное, хотя все рассуждения ниже верны и для всех гармоник по отдельности других периодических напряжений.

Полная, или кажущаяся мощность S (apparent power) измеряется в вольт-амперах (ВА или VA, кВА или kVA) и определяется произведением переменных напряжения и тока системы. Удобно считать, что полная мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность — мнимой. Генератор, должен поставить в сеть именно ее и именно поэтому мощность генератора дается в кВА.

  • угол φ -это угол между фазой напряжения и фазой тока, называемый еще сдвигом фаз, при этом, если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает его, то отрицательным
  • величина sin φ для значений φ от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin φ для значений φ от 0 до -90° является отрицательной величиной
  • если sin φ>0, то нагрузка имеет активно-индуктивный характер (электромоторы, трансформаторы, катушки…) — ток отстает от напряжения
  • если sin φ<0, нагрузка имеет активно-ёмкостный характер — (конденсаторы…) — ток опережает напряжение
  • Все соотношения между P, S и Q опреде

dpva.ru

Что такое cos фи (в электротехнике)

Электричество нам нужно не просто так, «шоб було», а для совершения какой-то полезной работы. лампочка чтоб горела, или, там, моторчики крутились. А работа — это ВСЕГДА активная нагрузка. При чисто реактивной нагрузке (cos &phi; — 0) работа не совершается — достаточно проинтегрировать cos &phi;*sin &phi; в интервале от 0 до 2пи.
Ну вот. А активная мощность у нас равна как раз произведению амплитуды тока на амплитуду напряжения и на этот самый косинус фи. Напряжение — оно напряжение и есть. 220 вольт. Мощность — какая нагрузка, такая и мощность. Значит, ток, который при ДАННОМ напряжении для ДАННОЙ мощности должен течь в сети, однозначно определяется. И получается, что чем меньше косинус фи, тем выше нужен ток — для ТОЙ ЖЕ мощности. А выше ток — выше и потери в проводах. То есть косинус фи в первую очередь нужен не для повышения кпд конечной установки, а для снижения потерь в линиях электропередачи.

на реактивной нагрузке фаза тока отстаёт от фазы напряжения на какой-то угол. Так вот сосинус этого вот угла и есть сосинус фи. Чем ближе к единице, тем лучше.
Используются ёмкости, электромоторы, что бы этот косинус увеличить.

Да, и cos фи активной нагрузки = 1.

просто маленькое уточнение не КПД-тот всё-таки зависит именно от потерь механических на нагрев проводов и пр. а это так и называется «коэффициент использования мощности или проще к-т мощности» а в формуле мощности перемножается так же как и КПД

Коэффициент мощности. Равен отношению активной мощности к полной.

да говорят угол между током и напряжением,
правда как синусоидальный ток в прямой провод памищаится до сих пор ума ни приложу

Увожаемый Александр Грин спасибо вам за шутку, давно так не смеялся. Синусоидальный ток это не то, что вы представляете, а это это проще говоря графический вид характеристики тока и напряжения. На осцилограмме работали? Ой не могу щас опну от смеха.

touch.otvet.mail.ru

Косинус фи

Косинус фи или другими словами Коэффициент мощности обозначается как — cos ϕ. Он показывает как переменный ток, проходя через определенные нагрузки, изменяется по фазе в отличие от начального напряжения. Коэффициент мощности = cos данного сдвига. Другими словами можно сказать — это cos угла между фазами тока и напряжения.

Так если к розетке в 220 В, подключить ток, который больше или меньше требуемой нагрузки. Получим повышенную мощность на внутреннем сопротивлении. То есть при использовании нестабильного напряжения электростанции, нужно больше затрат энергии. Излишек энергии сопровождается нагревом проводов.

Нагрузка имеет активную и реактивную составляющие. Активная тратится на совершаемую работу. Полная мощность включает в себя реактивную и активную нагрузку. Она равняется квадратному корню от слагаемых активной и реактивной мощности. Измеряется в Вольт-амтерах.

При активной нагрузке фазы тока и напряжения равны, а между фазами равняется нулю. Нам известно что cos 0 = 1. Следовательно, косинус фи = 1 либо 100 процентам.
В математике косинус фи можно обозначить как cos-угла, находящегося между векторов напряжения и тока. Из-за этого в sin напряжении и токе, совпадает косинус фи и cos-угла, отстающих фаз.

При использовании второй составляющей, а именно реактивной, бывает в некоторых случаях, указываются характерные названия нагрузок. Они бывают индуктивно- активные, а так же активно — емкостные. А коэффициент мощности называется, либо отстающий либо опережающий.
Когда напряжение синусоидальное, а ток наоборот нет и если отсутствует реактивная составляющая, косинус фи равняется доле гармоники тока в полной мощности, который равняется искажению тока.

Данный коэффициент, следует брать во внимание при создании электросети. Если он будет ниже чем требуется, это приведет к дополнительным потерям энергии. Так же если данный коэффициент рассчитать не верно , это приведет к излишнему употреблению энергии. Для того что бы этого не происходило, нужно воспользоваться в расчетах следующими формулами:

На деле получается что при включении в сеть без нагрузки, асинхронный двигатель покажет, что и ток и напряжение есть, но работа совершаться не может. При увеличении нагрузки коэффициент мощности будет увеличиваться и активная составляющая тоже.
Минус реактивной составляющей состоит в том, что она создает пустую нагрузку, как следствие идут потери.


Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:


reshit.ru

Что такое косинус фи | Все своими руками

Опубликовал admin | Дата 15 ноября, 2011

Коэффициент мощности показывает, какая часть полного тока, потребляемая двигателем из сети, расходуется на активную нагрузку, в том числе полезную работу, снимаемую со шкива двигателя, нагрев железа и обмоток.Часть полного тока (реактивный ток) расходуется на образование магнитного поля электродвигателя.

Активный, реактивный и полные токи электродвигателя и зависимость их друг от друга можно определить векторно, смотрим рисунок 1.

Векторная диаграмма токов потребляемых электродвигателем из сети – а, и изменения угла φ в зависимости от нагрузки на двигатель — б. Iн – ток при полной нагрузке, Iн/2 – ток при половинной нагрузке, Iх – ток холостого хода.

Полный ток, который потребляется двигателем из сети Iс равен геометрической сумме активного тока Iа и реактивного тока Iр. Как следует из векторной диаграммы cos φ = Ia/Ic, в то время как коэффициент полезного действия η равен:

Т.е. активный ток равен сумме токов, расходуемых на полезную нагрузку — Iпол и тепловые потери – Iпот.

Величина коэффициента мощности может меняться в значительных пределах в зависимости от нагрузки. Реактивный ток, который расходуется на образование магнитного поля, почти не меняется от нагрузки двигателя. А активный ток пропорционален этой нагрузке (рис. 1, б).

Если двигатель работает на холостом ходу (Iх), угол φ — максимальный, a cos φ — минимальный. С ростом нагрузки увеличивается активный ток и уменьшается угол φ, а следовательно, возрастает cos φ:

Предположим, что для привода машины электродвигатель выбран правильно. Мощность, которую требует машина, обеспечивает активный ток Iан. Общий ток, потребляемый из сети, Iн и cos φн.
Если для этой машины взять электродвигатель мощностью, в несколько раз большей, чем требуется, реактивный ток будет примерно во столько же раз больше, чем в предыдущем случае. Потребляемый из сети ток во втором случае будет значительно больше, чем ток в первом случае. A cos φ2 во втором случае будет значительно меньше.
Если ток, потребляемый из сети, увеличился в 2 раза, то потери в линии возрастут в 4 раза, так как потери определяются:

Этот ток вызывает потери также в трансформаторе, генераторе. Мощность источника электроснабжения используется при этом нерационально. Для стимулирования борьбы на предприятиях за хороший cos φ (равный 0,85 и выше) оплата за электроэнергию зависит от величины cos φ. Если cos φ больше, чем 0,85, электроэнергия отпускается по более дешевой цене. Если cos φ меньше 0,85, стоимость энергии возрастает по мере его снижения.

Материал взят из «Пособие для сельского электромонтера» А.Г.Прищеп

Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Просмотров:3 954

www.kondratev-v.ru

Коэффициент мощности, косинус «фи»



Поиск Лекций




В чем разница кВт и кВа ?

 

Вольт-ампер (ва) — это единица полной мощности переменного тока, обозначается ВА или VA. Полная мощность переменного тока определяется как произведение действующих значений тока в цепи (в амперах) и напряжения на её зажимах (в вольтах).

 

Ватт (вт) — единица мощности. Названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта, обозначается вт или W. Ватт -это мощность, при которой за 1 сек совершается работа, равная 1 джоулю. Ватт как единица электрической (активной) мощности равен мощности не изменяющегося электрического тока силой 1 ампер при напряжении 1 вольт.

 

При выборе стабилизатора или электростанции следует помнить, что кВА — это полная потребляемая мощность, а кВт — это активная (затраченная на совершение полезной работы) мощность. Полная мощность – это сумма реактивной и активной мощностей. Зачастую разные потребители имеют разное соотношение полной и активной мощности. Поэтому для определения суммарной мощности всех потребителей необходимо сложение полных мощностей оборудования, а не активных мощностей.

 

Номинальная мощность

 

В электротехнической промышленности принято мощность большинства потребителей определять в Ваттах. Это так называемая активная мощность – мощность, выделяющаяся на чисто резистивной нагрузке(Нагреватели,телевизоры,лампочки и т.п.). Активная мощность целиком идет на полезную работу (нагрев, механическое движение), и обычно именно ее понимают под потребляемой мощностью.Если потребитель активный (чайник, лампа накаливания, ТЭН), то другой информации о нем не требуется, на таких потребителях пишут (как правило) номинальную мощность в Вт, номинальное напряжение и все. Здесь нет вопросов о косинусе «фи», т.к. этот «фи» (угол между током и напряжением данных потребителей) равен нулю, косинус нуля равен 1, — отсюда, Активная мощность («P») равна произведению тока через потребитель и напряжению на потребителе, умноженному на этот пресловутый косинус «фи», т.е. P = I*U*Сos (fi) = P = I*U*1 = P=I*U.

Простой пример для тена с cos фи=1:

Полная мощность S=10 кВА cos фи=1

Тогда активная мощность P=10*1=10 кВт

 

У потребителей, имеющих в своем составе не только активное сопротивление, но и любое реактивное (индуктивность, емкость), принято писать на шильдике величину «P» в Ваттах, а так же указывать величину косинуса «фи». Величина косинуса «фи» определяется параметрами самих этих потребителей, а точнее — соотношением их активных и реактивных сопротивлений.



Например, обычный электродвигатель имеет на бирке: P=5кВт, Сos(fi)=0.8. Это значит следующее: Данный двигатель при работе (в номинальном режиме) потребляет полную (Активную) мощность «S» равную P/Cos(fi)=5/0,8= 6,25 кВа и Реактивную мощность «Q» в размере U*I/Sin(fi).

Для нахождения номинального тока двигателя нужно его Полную мощность «S» и разделить на рабочее напряжение (220), впрочем, ток указывается, как правило, на шильдике. Может появиться вопрос, почему же на генераторах (трансформаторах, стабилизаторах напряжения) указывается мощность в ВА (вольт-амперах)? А как ее еще указать? Допустим, что на стабилизаторе напряжения указана мощность 10000 Ва. Это должно значить, что, если я подцеплю кучу ТЭНов к данному трансформатору, то мощность, отдаваемая трансформатором в ТЭНы (в номинальном режиме работы трансформатора) не может превышать 10000 Вт. Вроде все сходится. А если я захочу нагрузить стабилизатор напряжения катушкой индуктивности или электродвигателем с Сos(fi)=0.8? (кучей катушек)? И данный стабилизатор будет отдавать мощность уже 8000 Вт?а при Сos(fi)=0.85 -8500 Вт. Тогда надпись на шильдике 10000 Ва будет уже не правомерной. Поэтому, мощность генераторов (трансформаторов и стабилизаторов напряжения) может определяться только в Полной мощности (в нашем случае 1000 кВА), а как ты ее (Полную мощность) будешь использовать — твое дело.

 

 

Коэффициент мощности, косинус «фи»

 

Это отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение коэффициента мощности равно 1. В случае синусоидального переменного тока, коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига фаз между синусоидами напряжения и тока и определяется параметрами цепи: Сos ф = r/Z, где ф («фи») — угол сдвига фаз, r — активное сопротивление цепи, Z — полное сопротивление цепи. Коэффициент мощности может отличаться от 1 и в цепях с чисто активными сопротивлениями, если в них содержатся нелинейные участки. В этом случае коэффициент мощности уменьшается вследствие искажения формы кривых напряжения и тока.




 

Коэффициент мощности электрической цепи — это косинус фазового угла между основаниями кривых напряжения и тока. Согласно другому определению, коэффициент мощности — это соотношение активной и полной энергий. Коэффициент мощности (Сos φ = Активная мощность/Полная мощность = P/S (Вт/ВА), потребляемых нагрузкой.

 

Коэффициент мощности — комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой в электросеть.

 

Типовые значения коэффициента мощности:

— 1.00 — идеальное значение;

— 0.95 — хороший показатель;

— 0.90 — удовлетворительный показатель;

— 0.80 — средний показатель современных электродвигателей;

— 0.70 — низкий показатель;

— 0.60 — плохой показатель.




Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту







poisk-ru.ru

КОСИНУС ФИ — это… Что такое КОСИНУС ФИ?

  • КОСИНУС — (ново лат. cosinus, вместо complementi sinus дополнение синуса). Синус угла дополнения: в прямоугольном треугольнике косинус угла есть частное от деления прилежащего катета на гипотенузу. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка …   Словарь иностранных слов русского языка

  • КОСИНУС — (cosine) В прямоугольном треугольнике отношение катета и гипотенузы, образующих угол. Косинус угла х записывается как cos х. Если начертить окружность радиусом, равным единице, то при измерении величины угла против часовой стрелки, начиная с… …   Экономический словарь

  • КОСИНУС — КОСИНУС, в ТРИГОНОМЕТРИИ отношение длины стороны, прилежащей к острому углу, к длине ГИПОТЕНУЗЫ в прямоугольном треугольнике. Сокращенно косинус угла А обозначают как cos A …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • КОСИНУС — (новолат. cosinus от complementi sinus синус дополнения), одна из тригонометрических функций …   Большой Энциклопедический словарь

  • КОСИНУС — КОСИНУС, косинуса, муж. (лат. cosinus) (мат.). Синус дополнительного угла, функция угла, выражаемая отношением прилегающего к углу катета к гипотенузе. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • КОСИНУС — КОСИНУС, а, муж. (спец.). Тригонометрическая функция угла, в прямоугольном треугольнике равная отношению к гипотенузе катета, прилежащего к данному острому углу. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • КОСИНУС ФИ — (cos j), для синусоидального тока, то же, что коэффициент мощности (см. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ) …   Энциклопедический словарь

  • косинус — сущ., кол во синонимов: 1 • функция (49) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • косинус — косинусоидальный косинусный — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы косинусоидальныйкосинусный EN cosine …   Справочник технического переводчика

  • косинус — синус дополнения лат.: cosinus, complementi sinus новолат. лат …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • dic.academic.ru