Электричество шаг за шагом

ВК-190.Чтобы создать многопредельный амперметр, нужно подключать к гальванометру шунты с разным сопротивлением. И здесь появляется серьёзная опасность: если менять шунты, то переключатель, выполняя эти операции, может на мгновение оставить прибор вообще без шунтов и вывести его из строя большим током. Чтобы избежать такой неприятности, используют безопасный универсальный шунт — он всегда подключён к прибору, а переключатель лишь соединяет его с отводами универсального шунта.

Т-164. Качество работы оценивает тригонометрия (косинус фи). Во всех последних разделах, как и во многих предыдущих, фигурировали электрические цепи, где к генератору подключается чисто активная нагрузка, представленная тем или иным сопротивлением R_н. Но так бывает далеко не всегда — в цепях переменного тока к генератору часто подключены не только чисто активные, но ещё и реактивные элементы, конденсаторы и особенно часто катушки индуктивности. Так, например, если к генератору через трансформатор подключена группа уличных фонарей, то на эквивалентной схеме всей этой цепи должно быть не только активное сопротивление R, отображающее сами осветительные приборы, но ещё и индуктивное сопротивление X_L, отображающее индуктивность трансформаторных обмоток. Точно так же должна выглядеть эквивалентная схема электрического двигателя — сопротивление R отображает активную часть нагрузки, то есть в итоге ту механическую работу, которую выполняет двигатель, а в индуктивном сопротивлении X_L представлена индуктивность его обмоток (Р-83).

ВК-191. Подбираясь к концу короткого путешествия в мир измерительных приборов, нужно сказать несколько слов о приборе, который в наше время стал таким же обязательным для каждого дома, как, скажем, молоток или отвёртка. Имя этого прибора «авометр», что означает амперметр, вольтметр и омметр. Его основа — один чувствительный магнитоэлектрический гальванометр, к которому подключены универсальный шунт, выпрямитель, гальванический элемент и гасящие сопротивления.

На первый взгляд может показаться, что учитывать реактивное сопротивление не так уж и обязательно — мощности оно не потребляет, то, что в какой-то момент берёт от генератора, почти сразу же и отдаёт. Но не нужно забывать, что ток, который туда-обратно без потерь прокачивается через катушку, проходит по соединительным проводам, по линиям электропередачи и в них отдаёт определённую мощность, отобранную в итоге у генератора. И хотя сами реактивные элементы мощности не потребляют, проходящий через них ток создаёт потери в других элементах цепи, прежде всего во внутреннем сопротивлении генератора. Поэтому желательно, чтобы реактивная составляющая общего тока была как можно меньше или, иными словами, чтобы как можно большая часть общей мощности, циркулирующей в данной цепи переменного тока, приходилась на реально работающую, на активную составляющую тока.

Имеется особая характеристика, которая оценивает долю активной составляющей в общей мощности, потребляемой каким-либо устройством. Называется эта характеристика cos φ (произносится «косинус фи», греческая буква «фи»), или, иначе, коэффициент мощности. Он показывает, какую часть общей потребляемой мощности составляет активная мощность, и может лежать в пределах от 0 до 1. Если коэффициент мощности равен нулю (cos φ = 0), то вся поступающая в данную электрическую цепь мощность — реактивная. А если коэффициент мощности равен единице (cos φ = 1), то реактивной составляющей у потребляемой мощности вообще нет, вся мощность, полученная от генератора, расходуется в чисто активной нагрузке.

Как уже отмечалось, желательно, чтобы реактивная составляющая общей потребляемой мощности (мощность, как всегда, это произведение тока на напряжение) была как можно меньше, а активная составляющая — как можно больше. Иными словами, желательно, чтобы у потребителя косинус фи был как можно выше, как можно ближе к единице.