I sistemi di alimentazione CA hanno molte più unità, termini, misurazioni, forme d'onda interessanti e matematica per descrivere il loro comportamento. Tutte le formule presentate qui sono solo di riferimento e di convalida. L'intenzione di questo articolo è trasmettere il concetto senza dover sgranocchiare seriamente i numeri. Tutti i termini e le formule si intrecciano, quindi è difficile creare un flusso da un argomento all'altro senza saltare un po'.

Generalmente l'obiettivo della società di servizi elettrici è fornire una tensione sinusoidale al tuo edificio a frequenza fissa, tensione fissa e, idealmente, pura senza armoniche.

La frequenza è il numero di cicli completati in 1 secondo. L'unità di misura della frequenza è (Hz). Negli Stati Uniti, la nostra rete funziona a 60 Hz, ovvero 60 cicli al secondo. La durata nel tempo di un ciclo completo è chiamata periodo. Tipicamente la frequenza è garantita +/- 2% (tipica +/-0,1Hz). In effetti, se l'utilità trascorre 15 minuti della giornata inviando 59,5 Hz, generalmente cercherà di spendere anche 15 minuti della giornata a 60,5 Hz per compensare. Molti vecchi orologi da parete analogici sono stati allontanati dalla frequenza di linea perché la griglia generalmente è proprio così buona.

L'utilità di generazione di energia ha l'obiettivo di fornire tensione con un'ottima regolazione. Se metti un carico di corrente elevato sul sistema, la tensione dovrebbe avere una caduta molto piccola. Tipicamente, la regolazione della tensione fino all'ingresso di un edificio sarà del +/- 3%. Quando visiti un cliente, fai attenzione a ciò che sta accadendo sul sito. Se noti che le luci si attenuano quando viene eccitato un carico ad alta potenza, hai una scarsa regolazione della tensione.

Un altro obiettivo è fornire una tensione con la distorsione armonica totale (THD%) la più bassa possibile in modo da produrre un'onda sinusoidale CA quasi perfetta. Un'onda sinusoidale pura non contiene affatto armoniche. Qualsiasi contenuto armonico cambia la forma della forma d'onda della tensione erogata, e questa è essenzialmente la definizione di distorsione. Secondo IEEE-519-1992, l'utilità deve generalmente fornire una tensione con THD inferiore al 5% fino al punto di accoppiamento comune.

(PCC) Il PCC è fondamentalmente il nodo di distribuzione di utenze con la tensione più bassa condivisa sia dall'utente che da un edificio vicino. Vedere IEEE-519-1992.

Dove (t) è il vettore dell'intervallo di tempo e (f) è la frequenza, p = 3,14159, (t) è il tempo lungo l'asse X e VPEAK è la tensione più alta nella parte superiore del picco dell'onda sinusoidale.

L'onda sinusoidale sopra nella Figura 2 è stata generata perfetta, senza armoniche, mostrata su 2 cicli completi. Nelle conversazioni casuali, gli ingegneri non fanno quasi mai riferimento all'onda sinusoidale nella Figura 2 con l'equazione (5). Dovrebbe essere semplicemente chiamata onda sinusoidale 120VRMS 60Hz. Ecco come dovrebbe apparire la tensione che esce dalla tua presa a casa se visualizzata su un oscilloscopio.

Poiché la forma d'onda è pura e non contiene armoniche, è possibile utilizzare la seguente semplice formula per calcolare l'RMS o il valore effettivo dalla forma d'onda:

Ricorda che la formula (6) è efficace solo per le onde sinusoidali pure! Non appena le forme d'onda contengono armoniche e sono appena visibilmente distorte, la semplice equazione non fornisce più risultati utilizzabili.

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