Реферат Курсовая Конспект
Коэффициенты амплитуды и формы - раздел Ядерная техника, ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Характер Периодического Сигнала, Его Форма, Степень Его Несинусоидальности М...
|
Характер периодического сигнала, его форма, степень его несинусоидальности могут быть в простейшем виде оценены коэффициентами амплитуды kа и формы kф:
kа = Umax / Uс.к., kф = Uс.к. / Uс.в.
Для случая синусоидального сигнала (рис. 2.4, а) значения коэффициентов амплитуды и формы равны, соответственно, kа = = 1,41; kф = 1,11. Сигналы других форм могут иметь значения коэффициентов kа и kφ, сильно отличающиеся от указанных для синусоидального сигнала. Например, для несинусоидального сигнала (рис. 2.4, б) kа = 2; kф = 1,2, а для прямоугольного сигнала (рис. 2.4, в) kа = 1; кф= 1.
а б в
Рис. 2.4. Синусоидальный (а), несинусоидальный (б) и прямоугольный (в) сигналы
Знание особенностей исследуемого сигнала, специфики электрической цепи, возможностей и характеристик используемых приборов поможет избежать серьезных ошибок при измерениях. Например, типичный аналоговый универсальный измерительный прибор (тестер) содержит магнитоэлектрический измерительный механизм и полупроводниковый одно- или двухполупериодный выпрямитель, т.е. реагирует на средние выпрямленные значения переменных напряжений и токов, а не на действующие, как это чаще всего требуется. Такой измеритель дает удовлетворительные результаты измерения действующего значения только при форме сигналов, близкой к синусоидальной, а например, в случае сигнала, похожего на прямоугольный (см. рис. 2.4, в), ошибка в определении действующего значения может составить около 10 %.
Еще одной возможностью охарактеризовать степень несинусоидальности (или степень искажения синусоидальности) периодических сигналов является использование понятия коэффициента гармонических искажений кривой напряжения или тока. Этот коэффициент показывает, насколько велик вклад высших (т.е. частоты, большей, чем основная) гармоник в искажение формы, и выражается в процентах. Чем меньше значение этого коэффициента, тем лучше, тем ближе форма сигнала к синусоидальной. Для чисто синусоидального сигнала основной частоты значение этого коэффициента было бы равно нулю.
2.1.3. Коэффициент мощности kм и cosφ
Два периодических сигнала одной частоты (например, напряжения и тока в цепи) могут быть сдвинуты во времени по отношению друг к другу на некоторый интервал Dt. Если сигналы синусоидальны, то можно говорить об угле сдвига фаз (фазовом сдвиге) φ (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Фазовый сдвиг
Фазовый сдвиг ф измеряется обычно в градусах, °:
φ = (Dt /T )·360,
где Dt – временной сдвиг между сигналами; Т– период.
Параметры cosφ и коэффициент мощности kм (Роwеr Factor - PF) определяют эффективность преобразования, передачи и использования электрической энергии. Чем ближе к единице значения этих параметров, тем лучше (т.е. тем выше эффективность использования электрической энергии).
Формально понятие cosφ можно использовать только для синусоидальных сигналов. Однако на практике им часто пользуются в предположении, что форма реальных сигналов достаточно близка к синусоиде.
Нагрузка в реальной электрической цепи не является ни чисто активной, ни чисто реактивной, а представляет собой комплексное сопротивление. Если нагрузка имеет индуктивный характер (т.е. комплексное сопротивление нагрузки содержит активную и индуктивную составляющие), то синусоидальный ток в цепи отстает от приложенного синусоидального напряжения на некоторый угол φ, определяемый соотношением активной и индуктивной составляющих. При емкостном характере нагрузки ток в цепи опережает напряжение на угол, также зависящий от соотношения активной и емкостной составляющих. Именно угол φ определяет соотношение между активной и реактивной мощностями. Чем ближе к нулю значение φ (чем ближе к единице значение cosφ), тем лучше.
Для более общего случая, т.е. для сигналов любых форм, применяется понятие коэффициента мощности kм, который определяется отношением
активной мощности Р к полной S. Коэффициент kм находится так:
kм = P / S = P / (Uс.к. Iс.к.).
2.1.4. Мощность и энергия
Полная мощность S определяется произведением действующих значений напряжения Uс.к и тока Iс.к и равна геометрической сумме активной Р и реактивной Q мощностей:
S = Uс.к. Iс.к =
Активная мощность – это та полезная составляющая полной мощности, которая потребляется (безвозвратно) нагрузкой, в отличие от реактивной мощности, которая не потребляется, а (как правило) бесполезно «гуляет» в цепи. Например, в случае чисто реактивной нагрузки (активной составляющей полного сопротивления нет, допустим, нагрузка чисто индуктивная) в электрической цепи течет переменный ток, но энергия при этом не расходуется на полезную деятельность, а периодически преобразуется из электрической энергии в энергию магнитного поля и обратно. Значительная реактивная мощность требует большего сечения проводников, нагревает провода и контакты, сушит изоляцию.
В частном случае неизменных действующих значений синусоидальных напряжения Uс.к. и тока Iс.к, периода Т, сдвига фаз φ между кривыми напряжения u(t) и тока i(t) активная мощность Р и реактивная мощность Q (как параметры, т.е. как значения, числа), соответственно, равны:
Р= Uс.к Iс.к cosφ; Q = Uс.к Iс.к sinφ.
Реактивная мощность Q, если известны полная S и активная Р мощности, может быть найдена по формуле
Q = .
Активная мощность Р при неизменных действующих значениях напряжения и тока в общем случае (для случая несинусоидальных, т. е. полигармонических сигналов) находится аналогично, но с учетом уже не cosφ, а коэффициента мощности kм:
Р = Uс.к Iс.к kм.
Активная энергия W (как значение, число), потребленная на некотором интервале Dt = t2 – t1, есть определенный интеграл функции мощности p(t):
.
В частном случае постоянной (т.е. неизменного значения) на некотором интервале Dt мощности Р потребленная активная энергия W определяется простым произведением:
W = РDt.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
СИГНАЛОВ И ЦЕПЕЙ... ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ... ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В каждой из...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Коэффициенты амплитуды и формы
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов