Что такое баланс мощностей в цепи переменного тока

Как заполнить строки

Рассмотрим, какие счета и каким образом используются при формировании баланса, в соответствии с Планом счетов БУ (приказ Минфина № 94н).

Актив

Так заполняется 1-й раздел актива баланса «Внеоборотные активы»:

Нематериальные активы (НМА), стр. 1110. Дт 04 – Кт 05. Издержки на исследования и разработки НИОКР не показываются.
Результаты исследований и разработок, стр. 1120. Дт 04 в части НИОКР.
Нематериальные поисковые активы (ПА), стр. 1130. Дт 08 – Кт 05 (оба счета берутся в части нематериальных ПА).
Материальные ПА, стр. 1140. Дт 08 – Кт 02 (оба счета берутся в части материальных ПА).
Основные средства, стр. 1150. Дт 01 – Кт 02 (исключая амортизацию доходных вложений в мат. ценности).
Доходные вложения в мат. ценности, стр. 1160. Дт 03 – Кт 02 (исключая амортизацию ОС).
Финансовые вложения, стр. 1170. Дт 58 – Кт 59 (только по долгосрочным вложениям финансов) + Дт 73/1 (только по процентным займам долгосрочного характера, счет 73/1 — расчеты с сотрудниками по выданным займам).
Отложенные налоговые активы (ОНА), стр. 1180. Дт 09.
Прочие внеоборотные активы, стр. 1190. Дт 07 + Дт 08 (за исключением поисковых активов) + Дт 97 (издержки со сроком списания свыше 12 месяцев после отчетной даты).

Порядок заполнения 2-й раздела актива баланса «Оборотные активы»:

Запасы, стр. 1210. Дт 10 + Дт 11 – Кт 14 + Дт 15 + Дт 16 + Дт 20 + Дт 21 + Дт 23 +Дт 28 + Дт 29 + Дт 41 – Кт 42 + Дт 43 + Дт 44 + Дт 45 + Дт 97 (по расходам со сроком списания не выше 12 месяцев после отчетной даты).
НДС по приобретенным ценностям, стр. 1220. Дт 19.
Дебиторская задолженность, стр. 1230. Дт 46 + Дт 60 + Дт 62 – Кт 63 + Дт 68 + Дт 69 + Дт 70 + Дт 71 + Дт 73 (субсчет 73-1 не берется) + Дт 75 + Дт 76 (исключается отраженный на счетах учета расчетов НДС с выданных и полученных авансов).
Финансовые вложения (без денежных эквивалентов), стр. 1240. Дт 58 – Кт 59 (только по краткосрочным финансовым вложениям) + Дт 55/3 (счет 55/3 – депозитные счета) + Дт 73/1 (только по краткосрочным процентным займам).
Денежные средства и денежные эквиваленты, стр. 1250. Дт 50 + Дт 51 + Дт 52 + Дт 55 + Дт 57. Не берется субсчет 50/3 и сальдо по субсчету 55/3.
Прочие оборотные активы, стр. 1260. Дт 50/3 + Дт 94.

Пассив

Так заполняется 3-й раздел пассива баланса «Капитал и резервы»:

Уставный капитал (и его законодательно закрепленные разновидности), стр. 1310. Кт 80.
Собственные акции, выкупленные у акционеров, стр. 1320. Дт 81 (указывается в скобках, вычитаемый или отрицательный показатель).
Переоценка внеоборотных активов, стр. 1340. Кт 83 (на сумму дооценки ВНА).
Добавочный капитал (без переоценки), стр. 1350. Кт 83 (без дооценки ВНА).
Резервный капитал, стр. 1360. Кт 82.
Нераспределенная прибыль (непокрытый убыток), стр. 1370. Кт 99 + Кт 84 (либо Дт 99 + Дт 84, берется в скобки; Кт 84 – Дт 99, Кт 99 – Дт 84 если получен минус, берется в скобки).

Порядок заполнения 4-го раздела пассива баланса «Долгосрочные обязательства»:

Заемные средства, стр. 1410. Кт 67 (период погашения задолженности на отчетную дату не выше 12 месяцев).
Отложенные налоговые обязательства (ОНО), стр. 1420. Кт 77.
Оценочные обязательства, стр. 1430. Кт 96 (только обязательства со сроком исполнения более 12 месяцев после отчетной даты).
Прочие обязательства, стр. 1450. Кт 60 + Кт 62 + Кт 68 + Кт 69 + Кт 76 + Кт 86 (долгосрочная задолженность по всем счетам).

Общее понятие

Электрическое напряжение определяется как отношение работы поля по переброске пробного заряда из одной заданной точки в другую к размеру потенциала. При дислокации единичного резерва выполняется работа, которая равняется напряжению на искомом участке. Общая мощность получают умножением работы электрического поля для единичного заряда на число потенциалов за определенную единицу времени.

В переменной электрической цепи выделяется 3 вида мощности:

активный P;
реактивный Q;
полного типа S.

В цепи переменного электричества формула для расчета постоянного тока применяется только для вычисления мгновенной мощности. Этот показатель претерпевает изменения во времени и почти не имеет практического смысла для всех остальных расчетов. Среднезначимый показатель мощности требует временной интеграции. Мгновенная мощность объединяется в течение определенного промежутка для расчета величины в магистрали с периодическим изменением силы переменного потока и синусоидального напряжения.

Применяется концепция комплексных чисел для связывания всех трех видов мощности. Это понятие обозначает, что в переменной цепи нагрузка выражается подобным числом так, что активная разновидность представляется действительной составляющей. Реактивный показатель выступает мнимым показателем, а полная мощность показывается в форме модуля. В этих расчетах принимает участие угол сдвига фаз φ, который является аргументом баланса мощностей в цепи переменного тока.

Активная мощность

Активная скорость преобразования выражается также через взаимное отношение силы потока, напряжения к значению активной составляющей сопротивления. В магистрали синусоидального и несинусоидального движения электронов активная нагрузка приравнивается к сумме аналогичных значений на отдельных участках.

Для определения среднего периодического размера используется активная мощность переменного тока, формула расчета P = U . I . cos φ (косинус), где:

U — мощность.
I — сила потока.
φ — угол смещения фаз.

Средний показатель мгновенной скорости преобразования в однофазной цепи берется в виде среднеквадратичного значения тока и напряжения с определенным углом сдвига. В цепях несинусоидального электричества мощность приравнивается к сумме соответствующих показателей отдельных перемещений. С помощью активной мощности характеризуется интенсивность необратимого видоизменения электроэнергии в другие разновидности, например, электромагнитную или тепловую.

Проходящая мощность используется в качестве активной в концепции длинных магистралей для анализа электромагнитных течений, протяженность которых сопоставляется с размерностью волны. Искомое значение рассчитывается как разница между понижающейся и отражающейся мощностями. От свойств коэффициента углового смещения зависят полученные показатели отрицательной или положительной нагрузки активного типа.

Реактивная характеристика

Для обозначения применяется дополнительно единица вольт-ампер реактивный (вар). В русских аналогах используется вар, а международные специалисты применяют var. В РФ единица допускается для электротехнических расчетов в форме внесистемного значения.

Нахождение производится по формуле P = U . I . sin φ (синус), где:

U — среднеквадратичная мощность.
I — среднеквадратичная сила потока.
φ — угол фазного смещения, значения синуса, определяются по таблицам.

При диапазоне показателя от 0 до 90º (ток отстает от напряжения, а нагрузка носит активно-индуктивный вид) синус φ будет иметь положительное значение. При угловом сдвиге от 0 до -90º (поток электронов опережает нагрузку, мощность отличается активно-емкостным свойством) константа всегда показывает отрицательный знак. Реактивная мощность характеризует напряженность, которая возникает в электромеханических приборах и цепях при изменении энергетических волн поля в магистрали переменного синусоидального потока.

Скорость распространения электромагнитной энергии

Распространение энергии в пространстве электромагнитного поля возможно при соблюдении условий теоремы Пойнтинга. Согласно ее положениям вычисляется скорость, с которой происходит это распространение в пространстве.

Установлено, что энергия электромагнитного поля, которая прошла через поперечное сечение трубки, распределяется с определенной плотностью в указанном объеме. Он должен быть ограничен поперечными сечениями и боковой поверхностью этой трубки. При проведении расчетов применяется энергетическая трубка. Она состоит из боковой поверхности с перпендикулярной к ней составляющей. Ее называют вектором Пойнтинга, и она должна всегда приравниваться нулю.

Ты студент любого из вузов России? Приглашаем на платное интервью! Тема интервью — подготовка к сессии и проблемы, возникающие при этом Узнать подробности

Расход электроэнергии на её транспорт

Ориентировочные усреднённые значения суммарных потерь электрической энергии в сетях различных классов напряжения приведены в таблице ниже. Значения даны в процентах от суммарного отпуска электроэнергии из сети данного класса напряжения.

Ориентировочные значения потерь в сетях различных напряжений

Напряжение, кВ	750—500	330—220	150—110	35 — 20	10 — 6	0,4
Потери энергии, %	0,5 — 1,0	2,5 — 3,5	3,5 — 4,5	0,5 — 1,0	2,5 — 3,5	0,5 — 1,5

Данную таблицу можно использовать при составлении предварительного баланса энергии.

Примерная структура потерь с разбивкой по сетевым элементам представлена в таблице ниже.

Ориентировочная структура потерь электроэнергии, %

Элементы электрической сети	Потери электроэнергии
Переменные	Постоянные	Всего
Линии электропередач	60	5	65
Подстанции	15	20	35
Трансформаторы	15	15	30
Другие элементы	–	3	3
Расход электроэнергии на собственные нужды	–	2	2
Итого	75	25	100

Электроприборы, влияющие на качество потребления

Коэффициент мощности равен единице при подключении ламп и нагревателей. Он уменьшается до 0,7 и менее, когда в цепи добавляют преобладающие по потреблению энергии электромоторы, другие компоненты с реактивными составляющими.

Правильное применение определений и расчетов мощности помогает оптимизировать проект электрической сети с учетом особенностей подключаемых нагрузок. Приведенные выше сведения пригодятся на стадии определения параметров проводки, защитных автоматов. Комплексное использование этих знаний повысит надежность электроснабжения, предотвратит возникновение и развитие аварийных ситуаций.

Баланс мощностей в электрической цепи постоянного тока

Баланс мощностей в электрической цепи означает, что мощность, которую выделяют все источники энергии, равна мощности, которую потребляют в этой же цепи все приемники энергии:

где – мощность i-

го источника ЭДС или тока, Вт; – мощность, выделяемая вj- м сопротивлении, Вт.

Очевидно, что баланс мощностей следует из закона сохранения энергии.

Запишем для анализируемой цепи рис. 2.15 сумму мощностей, выделяемых всеми источниками энергии. При этом мощности, выделяемые источниками ЭДС и тока, будем считать положительными, если ток в ветви, где установлен источник ЭДС или тока, совпадает с направлением тока внутри источника (со стрелкой в обозначении источника ЭДС или тока), и отрицательными, если направление тока в ветви противоположно направлению тока в источнике. Тогда, составив соответствующее уравнение для вычисления суммарной мощности, отдаваемой источниками ЭДС и тока в анализируемую цепь и подставив в него численные значения, получим суммарную мощность источников:

при этом токи ветвей должны подставляться в уравнение (2.70) со своим знаком, который получился при их расчете.

Суммарная мощность, рассеиваемая в цепи сопротивлениями (приемниками энергии), для той же цепи рис. 2.15, может быть найдена так:

В результате расчета (2.70) – выделяемая источниками мощность, и (2.71) – потребляемая сопротивлениями мощность в цепи – должны быть одинаковы.

Потенциальная диаграмма электрической цепи

Постоянного тока

Потенциальная диаграмма контура электрической цепи постоянного тока – это графическое изображение второго закона Кирхгофа, в котором вместо падений напряжений записаны потенциалы узлов электрической цепи.

Она показывает суммарное значение потенциала и суммарное сопротивление в данной точке цепи того контура, для которого построена диаграмма, считая от опорного узла, потенциал которого принят за нулевой. Иными словами, потенциальная диаграмма показывает распределение потенциалов и сопротивлений в том контуре цепи, для которого она построена.

Графически эта диаграмма представляет собой ломаную линию, изображенную в декартовой системе координат, горизонтальной осью которой (осью абсцисс) является ось сопротивлений , а вертикальной осью (осью ординат) – ось потенциалов .

Процесс построения потенциальной диаграммы электрической цепи рассмотрим для той же, что и ранее, электрической цепи, показанной на рис. 2.3, и модифицированной для удобства построения потенциальной диаграммы так, как показано на рис. 2.15.

Поскольку для построения потенциальной диаграммы требуется знание численных значений токов ветвей и сопротивлений ветвей, приведем эти численные значения для цепи рис. 2.15 при условии, что исходные данные для расчета этой цепи таковы: Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом; величины источников ЭДС: В, В; величины источников тока: А, А. Значения токов в ветвях цепи, рассчитанные прямым применением законов Кирхгофа (сам расчет здесь не приводится), таковы: ; ; ; ; ; .

Построение потенциальной диаграммы начнем с выбора контура, для которого эта диаграмма будет составляться. На наш взгляд, наиболее информативно будет построить потенциальную диаграмму для контура d-b-m-a-c-s-d

, так как в этом контуре содержатся все источники ЭДС и источники тока анализируемой цепи и при таком обходе на потенциальной диаграмме будут показаны потенциалы всех узлов анализируемой схемы. Далее произведем выбор опорного узла, потенциал которого примем за ноль. Есть смысл взять за опорный узелd , как и ранее при расчетах анализируемой цепи. Потенциал этого узла положим равным нулю, как и ранее (2.44).

Мощность в цепи постоянного тока

Здравствуйте! Эту статью можно считать началом знакомства с электричеством. Напряжение, ток, сопротивление – это три главные величины, на которых построены основные законы электротехники и эти величины связаны между собой еще одной – мощностью. А чтобы было проще знакомиться с электротехникой, мы будем рассматривать мощность в цепи постоянного тока. Дело в том, что при расчетах в цепях переменного тока появляется довольно много условий. Впрочем, обо всём по порядку и вы сейчас сами с этим разберётесь.

Для удобства я сразу напишу международные обозначения этих четырёх величин:

U – напряжение (В, вольт)

R – сопротивление (Ом, ом)

P – мощность (Вт, ватт – не надо путать с вольтом, который обозначается только одной буквой В)

Для начала абстрактный пример, чтобы проще было понимать термины, которые я сейчас буду использовать. Допустим, есть магазин товаров (условно это можно представить, как напряжение), есть деньги (условно это будет ток), есть совесть, которая не позволяет вам тратить много или наоборот, шепчет, чтобы вы крупно потратились (это можно считать сопротивлением) и есть купленные товары или продукты, которые вы несёте домой (это мощность). Собственно, на этом примере можно объяснить многие законы, связанные с электрическим током. Все обозначенные величины связаны между собой законом Ома, который гласит, что сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению цепи, а именно:

В абстрактном примере – чем больше магазин (напряжение) и чем меньше вам шепчет совесть (сопротивление), тем больше вы тратите денег (сила тока), а когда вы несёте купленный товар домой, вы совершаете работу (мощность). Мощность в цепи постоянного тока это и есть работа, совершаемая электричеством. Мощность это произведение тока на напряжение, а если вместо тока или напряжения подставить соответствующие значения, то можно получить мнемоническую табличку:

Как видите, мощность в цепи постоянного тока это довольно простое понятие, если немного вдуматься в материал. По сути, это всего две формулы с заменой значений. Как это выглядит:

Если теперь в формуле мощности подставить место значения тока формулу тока, то получим следующее:

Именно таким образом и получилось 12 формул на основе закона Ома, которые вы видите в мнемонической табличке. Что такое мощность в цепях постоянного тока мы более или менее разобрались, но есть ещё один момент.

Баланс мощностей в электрической цепи

В программу расчёта электрических цепей добавлен функционал проверки баланса мощностей.

Из закона сохранения энергии следует, что в любой цепи соблюдается баланс мощностей. Сумма всех отдаваемых мощностей равна сумме всех потребляемых мощностей :

$$ \sum{\underline{S}_\textrm{ист}} = \sum{\underline{S}_\textrm{пр}}, $$

где $ \underline{S}_\textrm{ист} $ – комплексная мощность, отдаваемая источниками тока и напряжения электрической цепи; $ \underline{S}_\textrm{пр} $ – комплексная мощность, потребляемая пассивными элементами электрической (резисторами, катушками индуктивности, конденсаторами).

Комплексная мощность, отдаваемая источником ЭДС, определяется по формуле:

$$ \tag{1} \underline{S}_\textrm{E} = \underline{E} ⋅ \underline{I}’, $$

где $ \underline{E} $ – значение ЭДС; $ \underline{I}’ $ – комплексно-сопряжённый ток, протекающий через источник ЭДС; знак ‘ обозначает сопряжённый комплекс.

Формула (1) справедлива для того случая, когда направление источника ЭДС совпадает с направлением протекающего через него тока (рис. 1). Если направление источника ЭДС не совпадает с направлением протекающего через него тока, то мощность, отдаваемая этим источником ЭДС, берётся c противоположным знаком.

Рис. 1. Положительные направления тока и источника ЭДС

Комплексная мощность, отдаваемая источником тока, определяется по формуле:

$$ \tag{2} \underline{S}_\textrm{J} = \underline{U}_\textrm{J} ⋅ \underline{J}’, $$

где $ \underline{U}_\textrm{J} $ – напряжение на источнике тока; $ \underline{J}’ $ – комплексно-сопряжённый ток источника тока. Формула (2) справедлива для случая, когда принятое направления тока совпадает с направлением источника тока, а направление напряжения соответствует рис. 2.

Рис. 2. Положительные направления тока и напряжения на источнике тока

Комплексная мощность, потребляемая электрической цепью, складывается из мощностей, потребляемых резисторами, катушками индуктивности и конденсаторами.

Комплексная мощность, потребляемая резистором, определяется по формуле

$$ \tag{3} \underline{S}_\textrm{R} = R ⋅ I^{2}, $$

где $ R $ – сопротивление резистора; $ I $ – абсолютное значение тока, протекающего через резистор (берётся модуль комплексного числа).

Комплексная мощность, потребляемая катушкой индуктивности, определяется по формуле

$$ \tag{4} \underline{S}_\textrm{L} = jX_{L} ⋅ I^{2}, $$

где $ X_{L} $ – сопротивление катушки индуктивности; $ I $ – абсолютное значение тока, протекающего через катушку индуктивности (берётся модуль комплексного числа).

Комплексная мощность, потребляемая конденсатором, определяется по формуле

$$ \tag{5} \underline{S}_\textrm{C} = -jX_{C} ⋅ I^{2}, $$

где $ X_{C} $ – сопротивление конденсатора; $ I $ – абсолютное значение тока, протекающего через конденсатор (берётся модуль комплексного числа).

Формулы (3)-(5) показывают, что мощность, потребляемая резисторами, является чисто активной, а мощность, потребляемая катушками индуктивности и конденсаторами, является чисто реактивной.

Практическое применение и коррекция

Если к розетке с синусоидальным напряжением 50 Гц и 230 В подсоединить нагрузку с опережением или отставанием тока от напряжения на какую-то угловую величину, то на активной внутренней катушке будет создаваться увеличенная мощность. Это значит, что при работе в таких условиях выделяется много тепла, и электростанция отводит его в увеличенном количестве, по сравнению с применением активной нагрузки.

Коэффициенты полезного действия и мощности отличаются друг от друга. Мощностной показатель не влияет на потребление приемника, подключенного к сети, но изменяет энергетические потери в подводных проводах и местах выработки энергии или ее преобразования. В доме электросчетчик не реагирует на проявление мощности, так как оплачивается только та энергия, за счет которой работают приборы.

КПД влияет на потребляемую активную нагрузку. Например, энергосберегающая лампа потребляет в полтора раза больше электричества, чем аналогичный прибор накаливания. Это говорит о высоком коэффициенте полезного действия у первой лампы. Но показатель нагрузки может быть низким и высоким в обоих вариантах.

Коррекция заключается в приведении потребления прибора с низким мощностным коэффициентом к стандартным показателям при питании от силовой цепи переменного тока. Технически это осуществляется применением действенной схемы на входном устройстве, которая помогает равномерно использовать фазную мощность и исключает перегрузку нулевого провода. При этом снижаются всплески потребительского тока на верхушке синусоиды питающего вольтажа.

Реактивная нагрузка корректируется при включении в магистраль элемента с обратным действием. Например, в двигателе переменного тока для компенсации действия ставится конденсатор параллельно питающей линии. Применяется система активного или пассивного корректора при изменении используемого тока во время колебательного периода подпитывающего напряжения для преобразования коэффициента. Простым примером является последовательное подключение дросселя. При этом конечные приборы потребляют ток непропорционально гармоничным искажениям. Катушка сглаживает волновые импульсы.

Источник

Баланс мощностей в электрической цепи постоянного тока

где – мощность i-

го источника ЭДС или тока, Вт; – мощность, выделяемая вj- м сопротивлении, Вт.

Очевидно, что баланс мощностей следует из закона сохранения энергии.

при этом токи ветвей должны подставляться в уравнение (2.70) со своим знаком, который получился при их расчете.

Потенциальная диаграмма электрической цепи

Постоянного тока

Определим численные значения потенциалов узлов и точек анализируемой схемы, находящихся на пути обхода выбранного нами контура d-b-m-a-c-s-d

. Поскольку потенциал узлаd равен нулю (2.44), то потенциал узлаb определится так:

Знак «плюс» при произведении означает, что потенциал узла b

повышается при переходе от узлаd анализируемой схемы к узлуb (см. полярность падения напряжения на сопротивлении от тока на схеме рис. 2.15).

Следующим определим потенциал точки m

анализируемой схемы:

Знаки при произведениях и соответствуют полярностям, показанным на схеме рис. 2.15.

Следующим за точкой m

анализируемой схемы идет узелa . Его потенциал равен:

Рис. 2.15. Эквивалентная схема анализируемой электрической цепи для построения потенциальной диаграммы

Далее определим потенциал узла c

, значение которого составит:

Потенциал точки s

, следующей за узломc по выбранному нами обходу, равен:

Обойдя таким образом весь контур d-b-m-a-c-s-d

, мы возвращаемся в узелd . При этом потенциал узлаd должен стать равным нулю. В самом деле, так оно и происходит, так как при подходе из узлаc к узлуd , потенциал последнего станет равен:

Как заполнить строки

Актив

Пассив

Общее понятие

Активная мощность

Реактивная характеристика

Скорость распространения электромагнитной энергии

Расход электроэнергии на её транспорт

Электроприборы, влияющие на качество потребления

Баланс мощностей в электрической цепи постоянного тока

Мощность в цепи постоянного тока

Баланс мощностей в электрической цепи

Рекомендуемые записи

Практическое применение и коррекция

Баланс мощностей в электрической цепи постоянного тока