Aktiivinen, lois- ja näennäisteho vaihtovirtapiirissä

Tasavirtapiireissä tehoa ei jaeta eri komponentteihin, kuten aktiiviseen ja reaktiiviseen, joten käytetään yksinkertaista lauseketta P = U * I. Mutta vaihtovirralla tilanne on toinen. Tässä artikkelissa tarkastellaan, mikä on sähköpiirin aktiivinen, lois- ja näennäisteho.

Määritelmä

Sähköpiirin kuormitus määrää, kuinka paljon virtaa sen läpi kulkee. Jos virta on vakio, niin useimmissa tapauksissa tietyn resistanssin vastus voidaan määrittää vastaavalla kuormalla. Sitten teho lasketaan jollakin kaavoista:

P = U * I

P = I²*R

P = U²/R

Samaa kaavaa käytetään vaihtovirtapiirin kokonaistehon määrittämiseen.

Kuorma on jaettu kahteen päätyyppiin:

• Aktiivinen kuorma on resistiivinen kuorma, kuten lämmityselementit, hehkulamput ja vastaavat.
• Reaktiivinen - se voi olla induktiivinen (moottorit, käynnistyskelat, solenoidit) ja kapasitiivinen (kondensaattoripankit jne.).

Jälkimmäinen tapahtuu vain vaihtovirralla, esimerkiksi sinimuotoisessa virtapiirissä, tämä on juuri se, mitä sinulla on pistorasiassasi. Mitä eroa aktiivisella ja loisenergialla on, selitämme edelleen yksinkertaisella kielellä, jotta tiedoista tulee ymmärrettäviä aloitteleville sähköasentajille.

Reaktiivisen kuorman merkitys

Sähköpiirissä, jossa on reaktiivinen kuorma, virran vaihe ja jännitevaihe eivät täsmää ajallisesti. Kytketyn laitteen laadusta riippuen jännite joko johtaa virtaa (induktanssissa) tai jää sen jälkeen (kapasiteetissa). Vektorikaavioita käytetään kuvaamaan kysymyksiä. Tässä sama jännite- ja virtavektorin suunta osoittaa vaiheiden yhteensopivuuden. Ja jos vektorit on kuvattu tietyssä kulmassa, tämä on vastaavan vektorin vaiheen johto tai viive (jännite tai virta). Katsotaanpa kutakin niistä.

Induktanssissa jännite johtaa aina virran. Vaiheiden välinen "etäisyys" mitataan asteina, mikä näkyy selvästi vektorikaavioissa. Vektorien välinen kulma on merkitty kreikkalaisella kirjaimella "Phi".

Idealisoidussa kelassa vaihekulma on 90 astetta. Mutta todellisuudessa tämän määrää piirin kokonaiskuorma, mutta todellisuudessa se ei tule toimeen ilman resistiivistä (aktiivista) komponenttia ja loistaudit (tässä tapauksessa) kapasitiivista komponenttia.

Kondensaattorissa tilanne on päinvastainen - virta on jännitettä edellä, koska induktanssi latauksen aikana kuluttaa suuren virran, joka pienenee latautuessaan. Vaikka useammin sanotaan, että jännite on jäljessä virran jälkeen.

Lyhyesti ja selkeästi sanottuna nämä siirtymät voidaan selittää kommutaatiolailla, joiden mukaan kapasitanssin jännite ei voi muuttua välittömästi ja induktanssissa - virta.

Tehokolmio ja kosini phi

Jos otat koko piirin, analysoit sen koostumusta, virtojen ja jännitteiden vaiheita ja rakenna sitten vektorikaavio. Piirrä sen jälkeen aktiivinen vaaka-akselia pitkin ja reaktiivinen pystysuoraa pitkin ja yhdistä näiden vektorien päät tuloksena olevaan vektoriin - saat tehokolmion.

Se ilmaisee pätö- ja loistehon suhteen, ja kahden edellisen vektorin päät yhdistävä vektori ilmaisee kokonaistehon. Tämä kaikki kuulostaa liian kuivalta ja hämmentävältä, joten katso alla olevaa kuvaa:

Kirjain P tarkoittaa pätötehoa, Q loistehoa ja S kokonaistehoa.

Kokonaistehon kaava on:

Tarkkaimmat lukijat ovat luultavasti huomanneet kaavan samankaltaisuuden Pythagoraan lauseen kanssa.

Yksiköt:

• P - W, kW (wattia);
• Q - var, kvar (reaktiivinen volttiampeeri);
• S - VA (volttiampeerit);

Laskelmat

Kokonaistehon laskemiseen käytetään monimutkaista kaavaa. Esimerkiksi generaattorin laskenta on seuraava:

Ja kuluttajalle:

Mutta käytämme tietoa käytännössä ja selvitämme kuinka laskea virrankulutus. Kuten tiedät, me tavalliset kuluttajat maksamme vain sähkön aktiivisen komponentin kulutuksesta:

P = S * cosФ

Tässä näemme cosF: n uuden arvon. Tämä on tehokerroin, jossa Φ on aktiivisten ja kokonaiskomponenttien välinen kulma kolmiosta. Sitten:

cosФ = P / S

Loisteho puolestaan ​​lasketaan kaavalla:

Q = U * I * sinФ

Tietojen vahvistamiseksi katso videoluento:

Kaikki yllä oleva pätee myös kolmivaihepiiriin, vain kaavat eroavat.

Vastaukset suosittuihin kysymyksiin

Brutto-, pätö- ja loisteho ovat tärkeä aihe sähköalalla jokaiselle sähköasentajalle. Lopuksi olemme koonneet valikoiman neljästä usein kysytystä asiasta.

• Millaista työtä loisteho tekee?

Vastaus: se ei tee hyödyllistä työtä, mutta linjan kuormitus on täysi teho, mukaan lukien reaktiivinen komponentti. Siksi he kamppailevat sen kanssa vähentääkseen kokonaiskuormitusta tai kompensoivat osaavalla kielellä puhuen.

• Miten se korvataan?

- Tähän tarkoitukseen käytetään reagenssin kompensointilaitteistoa. Nämä voivat olla kondensaattoripankkeja tai synkronisia kompensaattoreita (synkronimoottoreita). Käsittelimme tätä asiaa yksityiskohtaisemmin artikkelissa: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

• Miltä kuluttajilta reagenssi on peräisin?

- Nämä ovat ennen kaikkea sähkömoottoreita - yritysten yleisin sähkölaitetyyppi.

• Mitä haittaa reaktiivisen energian suuresta kulutuksesta on?

- Voimalinjojen kuormituksen lisäksi on syytä muistaa, että yritykset maksavat täydestä kapasiteetista ja yksityishenkilöt vain aktiivikapasiteetista. Tämä lisää sähkölaskujen määrää.

Video tarjoaa yksinkertaisen selityksen lois-, pätö- ja näennäistehon käsitteistä:

Tähän päätämme tämän kysymyksen käsittelyn. Toivomme, että nyt on tullut selväksi, mitä aktiivinen, lois- ja näennäisteho ovat, mitä eroja niillä on ja miten kukin arvo määritetään.

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

• Mihin tehonrajoitin on tarkoitettu?
• Vaihe- ja verkkojännite kolmivaiheisissa piireissä
• Kuinka määrittää sähkölaitteiden virrankulutus