Dans les circuits à courant continu, la puissance n'est pas divisée en différents composants, tels qu'actifs et réactifs, par conséquent, une expression simple P = U * I est utilisée. Mais avec le courant alternatif, la situation est différente. Dans cet article, nous verrons ce qu'est la puissance active, réactive et apparente d'un circuit électrique.
Teneur:
- Définition
- La signification de la charge réactive
- Triangle de puissance et cosinus phi
- Calculs
- Réponses aux questions courantes
Définition
La charge sur un circuit électrique détermine la quantité de courant qui le traverse. Si le courant est constant, dans la plupart des cas, une résistance d'une certaine résistance peut être déterminée par une charge équivalente. Ensuite, la puissance est calculée en utilisant l'une des formules :
P = U * I
P = je2* R
P = U2/ R
La même formule est utilisée pour déterminer la puissance totale dans le circuit de courant alternatif.
La charge est divisée en deux types principaux :
- Une charge active est une charge résistive, telle que des éléments chauffants, des lampes à incandescence et similaires.
- Réactif - il peut être inductif (moteurs, bobines de démarrage, solénoïdes) et capacitif (banques de condensateurs, etc.).
Ce dernier se produit uniquement avec du courant alternatif, par exemple, dans un circuit de courant sinusoïdal, c'est exactement ce que vous avez dans vos prises. Quelle est la différence entre l'énergie active et réactive, nous expliquerons plus en détail dans un langage simple afin que les informations deviennent compréhensibles pour les électriciens novices.
La signification de la charge réactive
Dans un circuit électrique à charge réactive, la phase de courant et la phase de tension ne coïncident pas dans le temps. Selon la nature de l'équipement connecté, la tension est soit en avance sur le courant (en inductance), soit en retard (en capacité). Des diagrammes vectoriels sont utilisés pour décrire les questions. Ici, le même sens du vecteur tension et courant indique la coïncidence de phase. Et si les vecteurs sont représentés sous un certain angle, il s'agit de l'avance ou du retard de la phase du vecteur correspondant (tension ou courant). Jetons un coup d'œil à chacun d'eux.
Dans l'inductance, la tension est toujours en avance sur le courant. La "distance" entre les phases est mesurée en degrés, ce qui est clairement illustré dans les diagrammes vectoriels. L'angle entre les vecteurs est désigné par la lettre grecque "Phi".
Dans un inducteur idéalisé, l'angle de phase est de 90 degrés. Mais en réalité, cela est déterminé par la charge totale dans le circuit, mais en réalité, cela ne peut pas se passer d'un composant résistif (actif) et d'un composant capacitif parasite (dans ce cas).
Dans le condensateur, la situation est inverse - le courant est en avance sur la tension, car l'inductance, pendant la charge, consomme un courant important, qui diminue à mesure qu'elle est chargée. Bien qu'il soit plus souvent dit que la tension est en retard sur le courant.
Pour le dire brièvement et clairement, ces décalages peuvent s'expliquer par les lois de commutation, selon lesquelles la tension dans la capacité ne peut pas changer instantanément, et dans l'inductance - le courant.
Triangle de puissance et cosinus phi
Si vous prenez l'ensemble du circuit, analysez sa composition, les phases de courants et de tensions, puis construisez un diagramme vectoriel. Après cela, dessinez l'actif le long de l'axe horizontal et le réactif le long de l'axe vertical et connectez les extrémités de ces vecteurs avec le vecteur résultant - vous obtenez un triangle de puissance.
Il exprime le rapport des puissances active et réactive, et le vecteur reliant les extrémités des deux vecteurs précédents exprimera la puissance totale. Tout cela semble trop sec et déroutant, alors jetez un œil à l'image ci-dessous :
La lettre P représente la puissance active, Q la puissance réactive, S la puissance totale.
La formule de la puissance totale est :
Les lecteurs les plus attentifs ont probablement remarqué la similitude de la formule avec le théorème de Pythagore.
Unités:
- P - W, kW (watts);
- Q - var, kvar (voltampères réactifs);
- S - VA (Volt-ampères);
Calculs
Pour calculer la puissance totale, une formule complexe est utilisée. Par exemple, pour un générateur, le calcul est :
Et pour le consommateur :
Mais nous appliquerons les connaissances dans la pratique et découvrirons comment calculer la consommation d'énergie. Comme vous le savez, nous, simples consommateurs, ne payons que la consommation du composant actif de l'électricité :
P = S * cosФ
Ici, nous voyons la nouvelle valeur de cosF. C'est le facteur de puissance, où est l'angle entre les composants actifs et totaux du triangle. Puis:
cosФ = P / S
À son tour, la puissance réactive est calculée par la formule:
Q = U * I * sinФ
Pour consolider les informations, consultez la conférence vidéo :
Tout ce qui précède est également vrai pour un circuit triphasé, seules les formules différeront.
Réponses aux questions courantes
Les puissances brute, active et réactive sont un sujet important en électricité pour tout électricien. En conclusion, nous avons compilé une sélection de 4 questions fréquemment posées à ce sujet.
- Quel type de travail fait la puissance réactive ?
Réponse: il n'effectue pas de travail utile, mais la charge sur la ligne correspond à la pleine puissance, y compris en tenant compte de la composante réactive. Par conséquent, afin de réduire la charge globale, ils luttent avec elle ou, parlant dans une langue compétente, compensent.
- Comment est-il rémunéré ?
- A cet effet, des installations de compensation de réactifs sont utilisées. Il peut s'agir de batteries de condensateurs ou de compensateurs synchrones (moteurs synchrones). Nous avons examiné cette question plus en détail dans l'article: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html
- De quels consommateurs provient le réactif ?
- Ce sont tout d'abord les moteurs électriques - le type d'équipement électrique le plus répandu dans les entreprises.
- Quel est l'inconvénient d'une consommation élevée d'énergie réactive ?
- En plus de la charge sur les lignes électriques, il convient de garder à l'esprit que les entreprises paient pour la pleine capacité et les particuliers - uniquement pour la capacité active. Cela entraîne une augmentation du montant des factures d'électricité.
La vidéo fournit une explication simple des concepts de puissance réactive, active et apparente :
C'est ici que nous concluons notre examen de cette question. Nous espérons qu'il est maintenant devenu clair pour vous ce que sont les puissances active, réactive et apparente, quelles sont les différences entre elles et comment chaque valeur est déterminée.
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