擇要:
在當代電路諧振現(xiàn)象雖然已經(jīng)得到了廣泛的應用,但人們并不真正了解它,至今人們還不承認電路諧振時產(chǎn)生能量.其原因就是在電路諧振時產(chǎn)生的“內(nèi)電動勢”輸出的無功功率,書中誤認為無功功率不能做功,所以就認為電路諧振時不產(chǎn)生能量.
一個沒有能量的事物,為什么會有很大用處呢?為什么電路諧振時電流或電壓會增大呢?許許多多的問題無法解答.
我利用反思的方法探討電路諧振,承認電路諧振時產(chǎn)生能量,一切問題就都找到答案了,因為電路諧振時產(chǎn)生能量,所以具有應用價值,電流或電壓增大,就是產(chǎn)生能量的表現(xiàn).
為了研究節(jié)電,對電路諧振問題探討30多年,取得了人們不敢相信的科技成果:(1)發(fā)現(xiàn)電路諧振時產(chǎn)生能量;(2)總結(jié)出“視在功率中心說”;(4)提出開發(fā)利用電路諧振能的設想.
新學說如果被社會公認,它同蒸汽機的發(fā)明,和電能的應用一樣,推動全社會生產(chǎn)力的大發(fā)展;使社會的歷史產(chǎn)生大飛躍,將由電力時代轉(zhuǎn)變?yōu)橹C振能時代.
對以上問題說明如下:
電路諧振時產(chǎn)生能量的表現(xiàn):(1)電感負載與電容負載串聯(lián)或并聯(lián)時,當感抗等于容抗時,負載中的電流或電壓增大.(2)電感負載并聯(lián)適當?shù)碾娙萜骱?負載做功增加.(3)當代有的節(jié)電器能節(jié)約電能的原因是:輸出大于輸入.如果不能輸出大于輸入,這種節(jié)電器就不會生產(chǎn).在這種節(jié)電器中包括調(diào)壓器電感負載和電容器.
利用電容器節(jié)約電能已經(jīng)有上百年的歷史,在全世界推廣,為什么說是新發(fā)現(xiàn)?這是因為在當代電工書中至今也沒有講無功功率能做功,電路諧振產(chǎn)生能量問題.
2、總結(jié)出“視在功率中心說”:因?qū)o功功率認識不同,就形成不同的學說.在當代因?qū)o功功率物理意義認識失誤,誤認為無功功率不能做功,就形成一個《有功功率中心說》.雖然沒有這個提法,但實質(zhì)就是《有功功率中心說》;新觀點認為無功功率能做功,視在功率代表總電能,就形成一個《視在功率中心說》.
在新學說中提出兩個新定律:(1)視在功率守恒定律:在交流電路中,電源輸出的總視在功率(包括內(nèi)電動勢)必然等于負載消耗的總視在功率;負載消耗的總視在功率為有功功率和無功功率的矢量和.(2)諧振能定律:電子運動同宏觀物體運動一樣,具有慣性;在具有電感和電容的電路中,因感抗和容抗的相位相反,當感抗等于容抗時,電子的慣性可以得到充分利用,將消極的反作用力,轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極的作用力,發(fā)生電路諧振產(chǎn)生物理能,即《內(nèi)電動勢》,可稱為《諧振能》也可稱《物理能》;還可稱《新能源或再生能》;振能量的大小與電路中的感抗成正比,與電路中的電阻成反比.
3、開發(fā)利用電路諧振能的設想:(1)從一次補償發(fā)展到多次補償;(2)由對感性負載補償,發(fā)展到對阻性負載補償;(3)由節(jié)約電能發(fā)展到擴大電能.
新學說可以說明電工實踐中一切現(xiàn)象,能達到理論與實踐相一致,宏觀與微觀相統(tǒng)一,能推動實踐的發(fā)展.
關(guān)鍵詞:電路諧振能、無功功率、有功功率、視在功率.
正文:
在當代世界上,電路諧振現(xiàn)象已經(jīng)為人類做出了巨大貢獻,人類在生產(chǎn)和生活中,一時一刻也離不開電路諧振現(xiàn)象.為了更好的說明電路諧振問題,首先談電路諧振的用處,然后講為什么會有用處和反映諧振現(xiàn)象的新學說,最后提出發(fā)展利用諧振能的設想,讓諧振能為人類做出更大的貢獻.
一、當代對電路諧振現(xiàn)象的應用
1、 高頻電路中利用調(diào)諧電路選擇信號:
調(diào)諧電路與無功功率有什么關(guān)系呢?調(diào)諧電路也就是在高頻電路中的諧振電路,在電路諧振時只能改變無功功率的大小,有功功率不發(fā)生變化.因為電路諧振與不諧振時電路中的電流或電壓增大幾十倍甚至上百倍,也就是無功功率增大幾十倍或上百倍.諧振時的頻率就是所選擇的信號,無功功率的這種功能是其它能量不能代替的,是無功功率獨有的.如果沒有或不利用電路諧振現(xiàn)象,就沒有收音機、電視機、電話和手機等,更不會有今天的自動化和現(xiàn)代化,社會就會倒退幾百年.
2、 在電力系統(tǒng)中,利用電容器輸出的電能占一半左右:
從實踐中得知,在電力系統(tǒng)中無功功率需要量不比有功功率少,不算不知道,一算嚇一跳,一臺電容器補償?shù)臒o功功率并不多,可是成千上萬臺電容器的容量加起來,輸出的總無功功率就是電網(wǎng)中的視在功率一半左右.如果不利用電力電容器或調(diào)相機補償無功功率,就會缺少1/3以上的電能.
二、電路諧振現(xiàn)象為什么會有用處
1、電路諧振現(xiàn)象是兩種相反事物相結(jié)合的結(jié)果
許多人認為電路諧振時產(chǎn)生能量是無中生有,永動機不存在,不符合能量守恒定律.對此問題可用力學理論進行分析:
(1)在宏觀利用保守力---水的重力可以做功
在宏觀人們利用水力發(fā)電,就是水的重力做的功.從力學中得知水的重力是保守力,保守力的性質(zhì)是:它能做正功,也能做負功.水從高處往下流就做正功,如果人們把水從低處送到高處,水的重力就做負功.河里的水為什么從高處不斷地往下流呢?是太陽能做的功,水在太陽能的做用下,變成水蒸汽上升到高空,溫度下降后變成小水珠降落到地面,形成河,人們利用河水的重力來發(fā)電.
電路諧振是兩種相反事物相結(jié)合的結(jié)果
煤和石油稱為能源,是與氧氣結(jié)合產(chǎn)生的是化學反應;產(chǎn)生化學能;同理共振、共鳴和電路諧是一種物理振現(xiàn)象,產(chǎn)生的是物理能.
在電感和電容的電路中,感抗與容抗性質(zhì)相反,二者相差180度,感抗好比是水的重力,容抗好比是太陽能,當電感負載做負功時,電容負載卻做了正功,電容負載做負功時,電感負載又做了正功,在任何瞬間感抗與容抗都互相抵消,電路中只有純電阻消耗電能,電路諧振也是兩種相反事物相結(jié)合的結(jié)果.
2、電流或電壓增大是電路諧振時產(chǎn)生能量的表現(xiàn)
人們都認為電容器是一種儲能元件,不會增加能量,輸出不能大于輸入.在電路諧振時為什么電流或電壓變化那么大呢?
從力學理論中分析:能量變化有兩種:一種是增大作用力,另一種是減小反作用力.串聯(lián)電路諧振時就是減少反作用力.諧振現(xiàn)象就是兩個相反事物相結(jié)合的產(chǎn)物,電感與電容性質(zhì)相反,這是公認的,當感抗等于容抗時,它們互相抵消.因為感抗大于純電阻很多,當感抗被抵消后,電路中的阻抗只有純電阻起作用,又因純電阻很小,相當于電路短路,因作用力大小不變,反作用力減小,必然產(chǎn)生加速度(電流增大),此時計算公式為:I振=U/R , 因Z大于R許多倍,所以諧振后電流I振大于原來的I原許多倍,諧振電路中的負載電流等于輸入總電流.因為電壓降計算公式:U振=I振Z  串聯(lián)電路稱為“電壓諧振”.
當電感與電容器并聯(lián)時,因二者性質(zhì)相反,所以能改變輸入的電流方向,當電感接通電源的瞬間自感電動勢最大,電感負載和電源輸出的電流共同流向電容支路(充電),當電容器放電時,電容支路和電源輸出的電流共同流向電感負載,此時電容器的作用是將反作用力,轉(zhuǎn)變?yōu)樽饔昧?對于電感負載來說,就相當于增加一個電源.又因為感抗大于阻抗,因此電容支路中的電流大于從電源輸入的電流.此電路稱為“電流諧振”.
電子運動與宏觀物體運動一樣,電流大小與外力(能量)成正比,電流或電壓增大是電路中能量增加的表現(xiàn).
無功功率能做功電路諧振能輸出無功功率
(1)無功功率在電流表中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,指針轉(zhuǎn)動就是有效電流做的功
實踐得知:電流指針走動大小與有效電流大小成正比,有效電流是有功功率電流和無功功率電流的矢量和.證明無功功率在電流表中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩.電流表雖小,說明問題很大,電表與電動機性質(zhì)相同,都是利用電磁能做的功,轉(zhuǎn)矩大小都與電流大小成正比,推理無功功率在交流電動機中一定會做功.
(2)無功功率在變壓器中能進行轉(zhuǎn)換,證明無功功率做了功
書中承認變壓器的空載電動勢是由無功功率電流產(chǎn)生的,并且承認輸入電流的相位,是輸出電流的相位決定的,兩個電流相位差180度.當輸出有功功率時,輸入就是有功功率;輸出無功功率時,輸入也是無功功率.
如果無功功率不能做功,那么,原邊電流的相位,就不會由負邊的電流相位和大小而改變.變壓器能進行能量轉(zhuǎn)換,證明無功功率能做功.
(3)無功功率在異步電動機中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,說明無功功率能做功
實踐得知:在異步電動機中,定子電流的相位和變壓器一樣,是由轉(zhuǎn)子電流的相位決定的,兩個電流相位差180度.如果有功功率能做功,那么無功功率也能做功,因為它們的兩個磁場的相對位置是一樣的.
書中認為異步電動機轉(zhuǎn)動原理與直流電機原理相同是不對的,它不是通電導體在磁場中受力作用產(chǎn)生的,而是定子旋轉(zhuǎn)磁場拖動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的.因定子磁場大小與視在功率成正比,所以無功功率能做功.從實踐中分析,直流電動機轉(zhuǎn)動,也是兩個磁埸互相作用產(chǎn)生的.
(4)電感負載做功大小與視在功率成正比,說明無功功率能做功
在電感性負載并聯(lián)電容器后,電路中增加一個內(nèi)電動勢,輸入了新的能量,在負載大小不變時,從電網(wǎng)中輸入的電流減少,所以節(jié)約了有功功率(在電網(wǎng)中的實際情況不同,試驗結(jié)果也不一樣).
如果無功功率不能做功,那么,負載大小不變,消耗有功功率也不能發(fā)生變化,但實踐證明消耗有功功率減少,就證明無功功率做了功.
(5)無功功率在有功功率電表中不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,不能做為證據(jù)?
書中認為無功功率不能在測有功功率時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,就認為無功功率不能做功.此種說法是不對的,有功功率在測量無功功率大小時也不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,兩種情況都是人為造成的,有功功率電表不能做為否認無功功率能做功的證據(jù).
通過對以上各種問題的探討:發(fā)現(xiàn)無功功率能做功,視在功率代表總電能.
(6)在電視機、收音機、電話、手機和一切自動化控制的電路中,利用調(diào)諧電路選擇信號.這是電路諧振時產(chǎn)生能量,最好地說明.
三、書中否認電路諧振現(xiàn)象產(chǎn)生能量的原因
1、書中對無功功率認識失誤
(1)在純電感負載中瞬時平均功率計算失誤:書中利用代數(shù)和的方法計算,平均功率為“零”沒有功率量綱.書中講在純電感負載中有功功率為“零”,因純電阻為“零”,瞬時功率也是“零”,所以平均功率是“零”是正確的.但在純電感負載中研究的不是有功功率問題,而是無功功率怎樣計算問題,書中講有功功率為“零”是所問非所答.
如果無功功率瞬時平均功率為“零”,那么,在電感負載中就沒有電流通過,就測不出它的大小,無功功率的計算公式就推導不出來.從實踐中得知,電感負載中有電流通過,并能測出它的大小,證明有無功功率量綱存在.此事實說明:電感負載中瞬時平均功率不是“零”,書中觀點有失誤.
在瞬時功率中講的是無功功率瞬時值,瞬時平均功率也應當是無功功率的平均值.計算方法是:瞬時功率絕對值和的平均值,它不等于“零”,符合實踐.因為瞬時平均功率不是“零”,所以才有無功功率的計算公式:Q=IU
(2)書中把電流與電壓的時間角度當空間角度計算
在電阻與電感串聯(lián)電路中,書中認為電流與電壓相位差90度力不做功,電功率公式為:P＝IUCOS∮.
書中的計算公式是否符合實踐結(jié)果呢?也必須要利用事實說明:
在交流電路中存在兩種阻抗(電阻和電感),必然消耗兩種能量.根據(jù)能量守恒定律,只有消耗能量,才能轉(zhuǎn)變其它的能量做功.感抗如果不消耗能量,就不會產(chǎn)生電壓降.實踐得知,感抗能產(chǎn)生電壓降,就是消耗能量的鐵證.
從整個電路方面看,任何瞬間電源沒有增大,負載也沒有減小,只是電源與負載互相轉(zhuǎn)變.因電壓降是由于有負載產(chǎn)生的,所以就應當把電源消耗的能量當成負載消耗的能量,再把負載輸出的能量當成電源輸出的能量,因為做正功與做負功時間不同,不能互相抵消,在一個周期中的平均瞬時功率不等于零.從實踐中證明,無功功率有量綱存在,電源有電壓降產(chǎn)生,電路中有自由電子流動形成電流.電壓降是消耗能量的表現(xiàn),無功功率量綱的存在是消耗能量的根據(jù).
在電阻與電感串聯(lián)電路中,電流與電壓的相位差是時間角度,因時間角度與空間角度作用不同.
在宏觀力學中,當力與運動方向之間的夾角為90度時,力不做功,也不消耗能量,物體運動矩離為“零”,沒有功率量綱.在電工學中,電感與自由電子運動方向夾角90度,不是空間角度,空間角度是0度或180度,所以對電子運動大小產(chǎn)生影響.書中把時間角度當成空間角度應用,產(chǎn)生重大失誤.
2、對能量認識失誤
在電工書中只認為有功功率代表電能,認為無功功率不能做功,視在功率沒有實際意義,所以在電工學中能量就是指有功功率.又因為有功功率與宏觀中的耗散功率性質(zhì)相同,不能補償,就認為電路諧振不產(chǎn)生能量.
(2)從實踐中看,負載性質(zhì)不同,需要的電功率也不同.電阻負載需要熱能做功的,利用電阻大的材料做導體,消耗的電功率稱為有功功率(也可稱電熱功率),消耗在此功率中的電流與電壓同相位,計算公式為:P=IUCOS?;電感負載需要磁能做功的,利用電阻小的材料做導體,消耗的電功率稱電磁功率,它是有功功率和無功功率的矢量和,即視在功率,其計算公式為:磁勢=電流×匝數(shù),也等于S=IU.
四、視在功率中心說
1、電功率書中的定義:(1)在電感與純電阻串聯(lián)電路中,消耗在純電阻中的電功率書中稱為“有功功率”;(2)消耗在電感中的電功率書中稱為“無功功率”;(3)有功功率與無功功率的矢量和書中“稱為視在功率”.
2、有功功率中心說:書中認為無功功率電流與電壓相位差90度,誤碼認為不能做功,視在功率也沒有實際意義,三種電功率否認其中兩個,就形成一個《有功功率中心說》.
3、視在功率中心說:新觀點認為無功功率電流與電壓相位差90度,是時間角度,它與宏觀力學中的空間角度不同,它對電壓做功產(chǎn)生影響,有反作用力(感抗)存在,有電壓降產(chǎn)生,認為無功功率也消耗能量,根據(jù)能量守恒定律它也能做功,產(chǎn)生交變電磁埸能.因無功功率是也是電能中的一部分,所以視在功率代表總電能,就形成一個《視在功率中心說》.
4、不同學說對電功率認識不同,對節(jié)能認識不同.
(1)有功功率中心說:利用有功功率因數(shù)變化,說明利用電容器節(jié)電現(xiàn)象.如果此觀點正確,那么負載中的電流和有功功率因數(shù)應當與總電路中一樣,電流減少,有功功率因數(shù)增加.在電工書中節(jié)能的計算成本公式:P節(jié)=(I21-I22)R,當線路中的電阻很小時,節(jié)電也很少.
從實踐中看,負載中的電流沒有減小,有功功率因數(shù)也沒有增加,只是改變了無功功率電流的來源,因此利用有功功率因數(shù)變化,不能反映出節(jié)電的本質(zhì).只能計算出減少總電路有功損耗的多少,最高達到有功功率因數(shù)為一,計算不出電感負載是否節(jié)約電能問題,更不能說明調(diào)諧電路為什么具有選擇信號的能力.
在電信技術(shù)中應用的是品質(zhì)因數(shù),在電力系統(tǒng)中應用的是有功功率因數(shù),強電與弱電不統(tǒng)一,其中必然有一個是錯誤的.
(2)視在功率中心說:利用品質(zhì)因數(shù)變化,說明利用電容器節(jié)電現(xiàn)象.因為品質(zhì)因數(shù)大小與負載中的感抗成正比,與純電阻成反比,計算公式為:Q=X/R,式中X為電感負載中的感抗,R為負載中的純電阻.
又因為負載中的電流為:I負=Q×I總;當Q>1時,負載中的電流大于輸入的總電流,利用品質(zhì)因數(shù)變化能反映出電路諧振的情況,能說明調(diào)諧電路為什么具有選擇信號的能力.
對電感負載本身節(jié)電計算公式:因為電感負載(變壓器或電動機)中的有功功率因數(shù)不變,對電感負載來講:P=IUCOSφ, 因 COSφ不變,I和U增加,P必然增加.計算公式:P節(jié)=(I2U2-I1U1)COSφ;式中I2和U2代表安裝電容器后的負載中的電流和電壓;I1和U1代表安裝電容器前的電流和電壓值.
5、在新學說中的兩個新定律:因在電工學中否認無功功率能做功,否認電路諧振時產(chǎn)生能量,雖然對無功功率和電路諧振現(xiàn)象講的很多,計算公式正確,但因不承認視在功率代表電能,不承認諧振能的存在,也就不可能稱為定律.
新觀點認為無功功率能做功,電路諧振時產(chǎn)生能量,承認《內(nèi)電動勢》為能源.那么,能反映電功率和諧振現(xiàn)象本質(zhì)的理論,就可稱為“定律”:
(1)視在功率守恒定律:在交流電路中,電源輸出的總視在功率(包括內(nèi)電動勢)必然等于負載消耗的總視在功率,負載消耗的總視在功率為有功功率和無功功率的矢量和.
(2)諧振定律:①電子運動同宏觀物體運動一樣,具有慣性.
②在具有電感和電容的電路中,因感抗和容抗的相位相反,當感抗等于容抗時,電子的慣性可以得到充分利用,將消極的反作用力,轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極的作用力,發(fā)生電路諧振產(chǎn)生物理能,即《內(nèi)電動勢》,可稱為《諧振能》也可稱《慣性能》.
諧振能量的大小與電路中的感抗成正比,與電路中的電阻成反比.計算公式:Q=X/R,Q書稱品質(zhì)因數(shù),實際代表增大的倍數(shù),Q值可達幾十甚至幾百,X代表感抗,R代表純電阻.
6、電路諧種類:
(1)按電感與電容線路聯(lián)接方法不同,諧振現(xiàn)象分兩種:
①串聯(lián)諧振:在交流電路中,當電感負載與電容負載串聯(lián)時發(fā)生的電路諧振,諧振時電流增大,在電力系統(tǒng)中要防止發(fā)生串聯(lián)電路諧振,此電路稱為“電壓諧振”.
②并聯(lián)諧振:在交流電路中,當電感負載與電容負載并聯(lián)時發(fā)生的電路諧振,諧振時阻抗增大,有高阻抗的特性,此電路稱“電流諧振”.在電力系統(tǒng)中節(jié)電,應用的就是并聯(lián)電路諧振,支路電流大于輸入的總電流.
(2)按電路諧振時的情況不同,也可分兩種:
① 廣義的電路諧振:在含有電感和電容的電路中,只要電流或電壓比原來沒有電容器時增大,都可稱《電路諧振》.在電力系統(tǒng)中,電網(wǎng)中安裝電力電容器,補償無功功率的就是廣義的電路諧振,補償?shù)臒o功功率就是諧振能量.廣義的電路諧振,也可稱為部分諧振.
② 狹義的電路諧振:在高頻電路中,當感抗等于容抗時發(fā)生的電路諧振.在收音機和電視機中的調(diào)諧電路,發(fā)生的諧振就稱為狹義的電路諧振.狹義的電路諧振也可稱為完全諧振,簡稱“諧振”.
五、開發(fā)利用電路諧振能的設想:
1、用電單位安裝電容器是否節(jié)約電能?
當代的節(jié)電器節(jié)電方法分兩種:一種是利用控制電路,減小負載,達節(jié)電的目的,對于利用減小負載方法節(jié)電的人們好理解,容易接受(略);另一種是利用安裝電容器方法節(jié)電,對于此種方法節(jié)電的,許多人還沒有認識,存在兩種不同的觀點:
(一)認為不能節(jié)約電能的:(1)在電工論壇中,一位大學老師講:“電感電路并聯(lián)電容器,提高功率因數(shù),電度表的讀數(shù)不會減小,電費不會少交;安裝電容器的好處在供電、發(fā)電!不再用戶!!!”  (2)在網(wǎng)易科技論壇中:一位網(wǎng)友講:“街上賣節(jié)電器的人(騙子)、無功功率補償器的生產(chǎn)廠(騙子),騙人的時候都不敢用真正的電能表,是將電能表改裝的假電能表,其實是電流表! ”
不能節(jié)約電能的根據(jù)是:(1)從當代電工書中找不到理論根據(jù),計算不出負載節(jié)約電能的多少;原因是書中理論與實踐相矛盾.(2)從實踐中測量不出來節(jié)約電能的大小.原因是電能表安裝位置不正確.
(二)認為節(jié)約電能的:(1)有理論根據(jù),負載中的電流大于輸入的總電流,I負=Q×I總;當Q>1時,負載中的電流大于輸入的總電流,利用品質(zhì)因數(shù)變化能反映出電路諧振的情況;(2)能測量出節(jié)約電能的多少,安裝電容器單位節(jié)約電能的事實:
大連鋼廠鋼絲廠的試驗:據(jù)《鋼鐵信息》1994年第253期報導,該廠在154kW的異步電動機上安裝電容器,經(jīng)過試運行證明,功率因數(shù)比原來提高0.1~0.15,電源故障少.按電力消耗計算,年降低15%,據(jù)1994年上半年統(tǒng)計,用該項節(jié)電技術(shù)后,實際節(jié)電3.2萬kWh,效益1.6萬元.
如果按此節(jié)電效果計算,在500kW的異步電動機上安裝電容器,一年節(jié)約的電費就是10萬元,中等企業(yè)可以有10~20臺這樣的電動機,如果全安裝上電容器,一年節(jié)約電費就是100~200萬元.
鞍鋼礦山公司齊大山鐵礦試驗;據(jù)《鞍鋼日報》1995年4月26日報導,該單位先后對19臺電鏟全部安裝了電容補償器,使節(jié)電率達18%,每臺年節(jié)電3.8萬kWh,如果每kWh按0.4元計算,經(jīng)計算19臺電鏟一年可節(jié)約電費28.28萬元.據(jù)單位人講:安裝電容器后,電壓穩(wěn)定,解決起動困難問題,以前起動需要兩分多鐘,安裝電容后不到一分鐘就達到額定轉(zhuǎn)速.
本人試驗:
A、試驗設備和電路:在100伏安的變壓器前邊,接220伏60W電燈泡(圖中沒有),目的是隔開與總電路相通.在變壓器的輸入端并聯(lián)適當?shù)碾娙萜?在變壓器的輸出端接一個20W的燈泡.
B、試驗方法:將電容器調(diào)到容量最小位置好比斷路,此時接通電燈泡后,燈泡不太亮.用電流表測得一次電流為:0.32安,二次電流為0.5安.
將電容器的容量調(diào)到適當位置,即容抗等于感抗,發(fā)現(xiàn)電燈泡比原來亮.再測一次電流0.25安,二次電流0.6安.
C、對試驗分析:輸入電流減少:(0.32-0.25)÷0.32=21%;輸出電流增大:(0.6-0.5)÷0.5=20%,
因沒有功率電表輸入有功功率是否減少,無法測量,但因電流減少,輸入的電能不會增加.但輸出的是純電阻負載,有功功率因數(shù)為1,電流增加,電壓不可能降低,輸出的有功功率增加20%以上,這是不用測量的.此試驗雖小,但說明問題卻很大,它證明在低壓電網(wǎng)中安裝電容器后,不僅節(jié)約大量有功功率,還能使負載做功增大.
④網(wǎng)易論壇網(wǎng)友:前幾天洗衣機轉(zhuǎn)得很沒力,修電器的換了一個電容,力氣加大了幾倍.這證明電容與功率是緊密相關(guān)的.
⑤網(wǎng)友的試驗(來信):
我以前沒做過這樣的實驗,今天做了一下,實驗過程如下:第一次實驗:
并聯(lián)電容后輸出電流和電壓沒有任何改變,詳細過程略.
分析:我們這里電網(wǎng)情況比較好,內(nèi)阻很小,變壓器功率不是很大,所以才出現(xiàn)這種情況.
第二次實驗:在變壓器前串聯(lián)一個電阻,模擬內(nèi)阻較大的電網(wǎng).

其中,R1=1kΩ,R2=1Ω,C=0.5微法.
(一)并聯(lián)電容前:
原邊電流為0.08A,電壓為160V,視在功率約為12.8W,有功功率為8.1W.
輸出端電流為2.75A,電壓為2.75V,功率約為7.56W.
(二)并聯(lián)電容后:
原邊電流為0.06A,電壓為174V,變壓器輸入電流:0.087安,視在功率約為15.138W,有功功率為9.6W.有功功率因數(shù)0.6328;有功功率率加:9.6-8.1=1.5W  
(0.087×174-0.08 ×160)×0.6328=(15.138-12.8)×0.6328=1.479W
輸出端電流為2.97A,電壓為2.97V.功率約為8.82W
原邊視在功率減少72.5%,有功功率增加18.5%.
輸出端功率增加16.7%.
通過以上事實,說明了電感負載并聯(lián)適當?shù)碾娙萜?不僅能補償無功功率的損失,還能增加有功功率.此現(xiàn)象是書中沒有講到的,可以稱是一個新發(fā)現(xiàn).有功功庇增加多少與品質(zhì)因數(shù)多少有關(guān)系,與負載中的電流和電壓增大成正比.
因為有功功率因數(shù)在負載中是不變的,電流和電壓是增加的,所以計算公式為:P節(jié)=(I2U2-I1U1)COSφ.
2、開發(fā)利用電路諧振能的設想
(一)當代的節(jié)電器(無功功率補償)是利用諧振能節(jié)電的:
在當代的無功功率補償器和利用電容器的節(jié)電器,對于節(jié)電器來講,都能輸出能大于輸入.即節(jié)電器輸出的電能大于輸入節(jié)電器中的電能,否則,節(jié)電器就不存在了.網(wǎng)友的試驗證明輸出已經(jīng)大于輸入.
現(xiàn)在的情況是:實踐走在理論的前邊,理論阻礙了實踐的發(fā)展,如果實踐有正確理論指導,就會飛速向前.
從當代電力部門和電工技術(shù)人員看,他們在理論上雖然否認電路諧振產(chǎn)生能量,但在實踐中還提倡層層安裝電容器補償無功功率.尤其是節(jié)電器制造廠制造的節(jié)能器,節(jié)電效果很大,講不出節(jié)電的實際原因,舉不起實際例子,對反對利用電容器節(jié)電的言論,也不解答.
怎樣認識和計算節(jié)電呢?
(1)根據(jù)能量守恒定律,安裝電容器前,負載消耗的能量與電源輸入的能量必然相同(視在功率守恒),對全電路或單個負載都適用.
(2)從實踐方面看,安裝電容器后,負載消耗的能量大于從電源輸入的能量,說明有新的能量輸入.負載=輸入+新增;要保持負載消耗的能量與輸入的能量相等.
電感負載并聯(lián)適當?shù)碾娙萜鲿r,負載做功增大的現(xiàn)象也是公認的,有的人講安裝電容器后,負載做功增加,電能表的讀數(shù)也增多,不少交電費,這就證明安裝電容器后負載做功增多,也是公認的.
他們?yōu)槭裁凑f不節(jié)約電能呢?是因為電表測量位置不正確,所測量得的是增加后的能量,應當在變壓器輸入端測量,電容器安裝在輸出端.是否節(jié)約電能的關(guān)鍵是看安裝電容器后,電感負載做功是增加了還是減小了?增加了就說明有新的能量輸入;減小了就證明不能節(jié)約電能反而浪費了電能.是否少交電費是測量方法問題.
(3)新能量從哪來的?從節(jié)能廠說明中看,至今沒有提到諧振能的問題,有的講電磁平衡,有的講是減少高峰電流損耗等等,但都沒有計算公式,利用有功功率因數(shù),不能說明電感負載本身的節(jié)電效果.只有利用品質(zhì)因數(shù)變化和視在功率中心說,才能說明利用電容器節(jié)電的本質(zhì).
能量是由兩種相反事物相結(jié)合產(chǎn)生的,是一種物理現(xiàn)象,它同化學反映產(chǎn)生能量的性質(zhì)是一樣的.電流或電壓增大,就是產(chǎn)生能量的鐵證.此現(xiàn)象和計算公式書中都是公認的.
(二)發(fā)明“增(擴)能器”:根據(jù)諧振能定律:諧振能的大小與感抗成正比,與純電阻成反比.可以進行以下方法:
(1)從一次補償發(fā)展到多次補償:根據(jù)交流電路中的品質(zhì)因數(shù)公式,Q=X/R,要想增大Q值,必須增加電感,在變壓器中,消耗什么樣的電功率,不是由輸入電源電流相位決定的,而是由輸出電流相位決定的,輸出電流的相位,是由電感決定的.所以增加一個電感負載,品質(zhì)因數(shù)就增大一點.又因為感抗增加,電容器的容量也要隨之增加,電容支路輸出的無功功率電流增多,節(jié)約的電能必然增多.
(2)由對感性負載補償,發(fā)展到對阻性負載補償;從上面的計算中得知,在純電阻前邊的電路中,增加電感和適當?shù)碾娙萜?品質(zhì)因數(shù)值也會提高,從本人和我網(wǎng)友的試驗中發(fā)現(xiàn),對純電感負載也能補償,只是要求增加的電感和電容的容量要比純電阻負載容量大一倍以上.
(3)增大電流頻率擴大電能:從實踐中得知:電感大小與電流頻率成正比,計算公式與書中相同(略),在電信技術(shù)中品質(zhì)因數(shù)可達幾十甚至是百.
①在電力系統(tǒng)中:當代電流50HZ時,利用電容器補償無功功率,能使視在功率提高到一倍以上,如果電流頻率再提高1-2倍,感抗也就提高1-2倍,全電路中的視在功率也會提高1-2倍,在大電網(wǎng)不變的情況下,在小電網(wǎng)、小支路的情況下,可以改變頻率,利用電容器擴大電能.
②能引起爆炸式的發(fā)明:利用新理論可以有許多重大發(fā)明,“諧振能發(fā)電器”可以在火車、汽車、輪船等設備中:首先利用小發(fā)電機發(fā)出高頻率的電能,再利用電路諧振擴大電能2-5倍,就可以稱為諧振能車和船.