этого условия U и I «сдвинуты по фазе»; в таком случае изображающие их кривые сдвинуты одна относительно другой на некоторую часть периода (рис. 2). Пусть напряжение и ток изображаются соответственно уравнениями: u = Umsino) t и i = Im sin (cot — ср), где и, i — мгновенные значения напряжения и тока; Um, Im — их максимальные значения; cot = 2л/ = у — электрическая угловая скорость, причем f — частота, т. е. число герц в секунду, Т — продолжительность периода в секунду, t — время, отсчет к-рого ведут с того момента,
когда и = 0. Напряжение достигает максимального значения, когда t = -|-T; ток же до стигает максимума, когда t = Т + . Угол <р называют углом сдвига фаз (или сдвигом фаз) между током и напряжением. Ток запаздывает относительно напряжения на угол <р при Ф > 0 (рис. 2) или опережает напряжение на угол <р при <р < 0.
Напряжение и ток, изменяющиеся по закону синуса, можно изобразить векторами. Тогда угол <р есть угол между этими векторами (рис. 3).
Если цепь составлена только из безиндукционных сопротивлений (например, ламп накаливания или жидкостных сопротивлений), то 9? = 0: напряжение и ток совпадают по фазе.
Если же цепь имеет наряду с активным (безиндукционным) сопротивлением также и реактивные сопротивления — индуктивное xL (обусловленное магнитным полем) и емкостное хе (обусловленное электрическим полем), — то Ф=£0. В этом случае угол сдвига фаз будет g?=arctg3C- — Xg . Полный ток I, состоящий из реактивной составляющей 1Г и активной составляющей 1а, оказывается вследствие этого сдвинутым по фазе относительно напряжения на угол (р (рис. 2 и 3). Иногда удобнее иметь дело не с токами, а с мощностями. В соответствии со сказанным можно различать: активную мощность Ра = UI cos (р = UIa; реактивную мощность Pr = UI sin <р = UIr-, кажущуюся мощность Pi = UI.
Так как при одной и той же активной мощности величина тока тем больше, чем больше сдвиг фаз, то размеры частей установки будут а тем больше, чем больше сдвиг фаз или I, чем меньше косинус фи (cos <р). иг Ъ Повышение силы тока влечет и увели/ чение потребного для передачи элек1а / 1 троэнергии количества меди. Уста/ новка, работающая с плохим cos 9?, ГРУ не полностью используется, имеет не!/ который «мертвый запас», что также !/ невыгодно. При ПЛОХОМ COS (р ySQJYVLчиваются потери на нагревание прорис, з. водов> обмоток машин и трансформаторов, т. е. возрастают и эксплоатационные расходы. Поэтому улучшение cos ^(или К. с. ф.) представляет рационализаторскую задачу первостепенной важности.Полностью устранить причины, вызывающие сдвиг фаз, не представляется возможным, так как при прохождении тока всегда возникают магнитные и электрич. поля. Практически сдвиг фаз, равный нолю, получается при нагрузке в виде одних ламп накаливания или синхронных двигателей, работающих при cos <р = 1. Во многих других случаях, особенно при наличии асинхронных двигателей, Основными источниками возникновения реактивной мощности (следовательно, ухудшения cos <р) являются асинхронные двигатели; их cos <р будет тем хуже, чем меньше их нагрузка. При холостом ходе асинхронных двигателей cos <р снижается почти до ноля. Поэтому недогрузка асинхронных двигателей является одной из основных причин увеличения сдвига фаз. Из других источников возникновения реактивной мощности укажем трансформаторы, к-рые также потребляют реактивный ток для создания в них магнитного поля, причем этот ток почти не зависит от нагрузки. Грандиозные масштабы развития энергетики в СССР придают проблеме улучшения cos <р в нашей стране особое значение. Одной из мер борьбы за повышение cos <р является установление специальных тарифов, делающих надбавки на основную цену за электрическую энергию, потребляемую при cos (р ниже нормального (за нормальный принимают cos <р = 0, 85), и скидки за электрическую энергию, отпущенную при cos <р, большем нормального. При этом исходят из среднего cos <р за расчетный период. В капиталистических странах такая тарифная политика имеет целью повышение прибылей электрич. компаний; у нас в СССР, в социалистич. хозяйстве, такие тарифы обеспечивают эффективное использование нашими заводами и организациями всех средств для повышения cos ср. Технические средства для улучшения cos <р имеют целью устранить самые причины, к-рые могли бы вызвать большой сдвиг фаз или уменьшить уже возникший почему-либо большой сдвиг фаз, компенсируя запаздывающий реактивный ток посредством искусственно созданного опережающего тока.
Устройства К. с. ф. могут быть установлены на центральной станции или в надлежащим образом выбранных пунктах сети; более желательна К. с. ф. в самом месте их возникновения или возможно ближе к нему, чтобы разгрузить провода сети от излишних реактивных токов.
Важнейшие средства для К. с. ф. следующие: 1) правильный подбор асинхронных двигателей и трансформаторов. Двигатели должны выбираться по той мощности, к-рая действительно от них требуется, и по возможности с большой скоростью вращения. Трансформаторы также должны выбираться «без запаса». Целесообразно устанавливать несколько трансформаторов, включая на работу или все трансформаторы или часть из них, в зависимости от требуемой мощности. 2) Установка синхронных двигателей взамен асинхронных, т. к. первые могут работать с cos <?=1 или даже служить для К. с. ф. 3) Вращающиеся компенсаторы сдвига фаз. К ним относятся прежде всего синхронные компенсаторы, представляющие синхронные двигатели, работающие обычно вхолостую с перевозбуждением. Несколько меньшее значение имеют трехфазные коллекторные машины, включаемые в ротор асинхронных машин. Они называются фазокомпенсаторами; имеют небольшое распространение. 4) Статические кон-
