Daya aktif, reaktif, dan nyata di sirkuit AC

Di sirkuit DC, daya tidak dibagi menjadi komponen yang berbeda, seperti aktif dan reaktif, oleh karena itu, ekspresi sederhana P = U * I digunakan. Tetapi dengan arus bolak-balik, situasinya berbeda. Pada artikel ini kita akan melihat apa itu daya aktif, reaktif, dan nyata dari rangkaian listrik.

Definisi

Beban pada rangkaian listrik menentukan berapa banyak arus yang mengalir melaluinya. Jika arusnya konstan, maka dalam banyak kasus resistor dengan resistansi tertentu dapat ditentukan oleh beban yang setara. Kemudian daya dihitung menggunakan salah satu rumus:

P = U * I

P = saya²* R

P = U²/ R

Rumus yang sama digunakan untuk menentukan daya total pada rangkaian arus bolak-balik.

Beban dibagi menjadi dua jenis utama:

• Yang aktif adalah beban resistif, seperti elemen pemanas, lampu pijar dan sejenisnya.
• Reaktif - dapat bersifat induktif (motor, kumparan starter, solenoida) dan kapasitif (bank kapasitor, dll.).

Yang terakhir hanya terjadi dengan arus bolak-balik, misalnya, dalam rangkaian arus sinusoidal, inilah yang Anda miliki di soket Anda. Apa perbedaan antara energi aktif dan reaktif, selanjutnya akan kami jelaskan dengan bahasa yang sederhana agar informasinya dapat dipahami oleh para teknisi listrik pemula.

Arti dari beban reaktif

Dalam rangkaian listrik dengan beban reaktif, fase arus dan fase tegangan tidak bertepatan dalam waktu. Tergantung pada sifat peralatan yang terhubung, tegangan dapat memimpin arus (dalam induktansi), atau tertinggal di belakangnya (dalam kapasitas). Diagram vektor digunakan untuk menggambarkan pertanyaan. Di sini, arah yang sama dari vektor tegangan dan arus menunjukkan kebetulan fase. Dan jika vektor digambarkan pada sudut tertentu, maka ini adalah lead atau lag dari fase vektor yang sesuai (tegangan atau arus). Mari kita lihat masing-masing.

Dalam induktansi, tegangan selalu memimpin arus. "Jarak" antara fase diukur dalam derajat, yang diilustrasikan dengan jelas dalam diagram vektor. Sudut antara vektor dilambangkan dengan huruf Yunani "Phi".

Dalam induktor ideal, sudut fase adalah 90 derajat. Namun pada kenyataannya hal ini ditentukan oleh beban total pada rangkaian, namun pada kenyataannya tidak dapat dilakukan tanpa komponen resistif (aktif) dan komponen kapasitif parasit (dalam hal ini).

Dalam kapasitor, situasinya adalah sebaliknya - arus mendahului tegangan, karena induktansi saat mengisi daya mengkonsumsi arus yang besar, yang berkurang saat diisi. Meskipun lebih sering dikatakan bahwa tegangan tertinggal dari arus.

Singkatnya dan jelas, pergeseran ini dapat dijelaskan oleh hukum pergantian, yang menurutnya tegangan dalam kapasitansi tidak dapat berubah secara instan, dan dalam induktansi - arus.

Segitiga pangkat dan cosinus phi

Jika Anda mengambil seluruh rangkaian, analisis komposisinya, fase arus dan tegangan, lalu buat diagram vektor. Setelah itu, gambar yang aktif di sepanjang sumbu horizontal, dan yang reaktif di sepanjang vertikal dan hubungkan ujung vektor ini dengan vektor yang dihasilkan - Anda mendapatkan segitiga daya.

Ini menyatakan rasio daya aktif dan reaktif, dan vektor yang menghubungkan ujung dua vektor sebelumnya akan menyatakan daya total. Ini semua terdengar terlalu kering dan membingungkan, jadi lihatlah gambar di bawah ini:

Huruf P adalah singkatan dari daya aktif, Q untuk daya reaktif, S untuk daya total.

Rumus untuk daya total adalah:

Pembaca yang paling penuh perhatian mungkin telah memperhatikan kesamaan rumus dengan teorema Pythagoras.

Unit:

• P - W, kW (watt);
• Q - var, kvar (volt-ampere reaktif);
• S - VA (Volt-ampere);

Perhitungan

Untuk menghitung daya total, rumus kompleks digunakan. Misalnya, untuk generator, perhitungannya adalah:

Dan untuk konsumen:

Tetapi kami akan menerapkan pengetahuan dalam praktik dan mencari cara untuk menghitung konsumsi daya. Seperti yang Anda ketahui, kami, konsumen biasa, hanya membayar konsumsi komponen aktif listrik:

P = S * cosФ

Di sini kita melihat nilai baru cosF. Ini adalah faktor daya, di mana adalah sudut antara komponen aktif dan total dari segitiga. Kemudian:

cosФ = P / S

Pada gilirannya, daya reaktif dihitung dengan rumus:

Q = U * I * sinФ

Untuk mengkonsolidasikan informasi, lihat video ceramah:

Semua hal di atas juga berlaku untuk rangkaian tiga fase, hanya rumusnya yang akan berbeda.

Jawaban atas pertanyaan populer

Daya kotor, aktif, dan reaktif adalah topik penting dalam kelistrikan untuk setiap teknisi listrik. Sebagai kesimpulan, kami telah menyusun pilihan 4 pertanyaan yang sering diajukan dalam hal ini.

• Apa jenis pekerjaan yang dilakukan daya reaktif?

Jawaban: itu tidak melakukan pekerjaan yang bermanfaat, tetapi beban pada saluran adalah kekuatan penuh, termasuk dengan mempertimbangkan komponen reaktif. Oleh karena itu, untuk mengurangi beban keseluruhan, mereka berjuang dengannya atau, berbicara dalam bahasa yang kompeten, memberi kompensasi.

• Bagaimana kompensasinya?

- Untuk tujuan ini, peralatan kompensasi reagen digunakan. Ini bisa berupa bank kapasitor atau kompensator sinkron (motor sinkron). Kami mempertimbangkan masalah ini secara lebih rinci dalam artikel: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

• Dari konsumen mana reagen itu berasal?

- Ini adalah, pertama-tama, motor listrik - jenis peralatan listrik yang paling banyak di perusahaan.

• Apa salahnya konsumsi energi reaktif yang tinggi?

- Selain beban pada saluran listrik, harus diingat bahwa perusahaan membayar untuk kapasitas penuh, dan individu - hanya untuk kapasitas aktif. Hal ini menyebabkan jumlah tagihan listrik yang meningkat.

Video ini memberikan penjelasan sederhana tentang konsep daya reaktif, aktif, dan semu:

Di sinilah kami menyimpulkan pertimbangan kami tentang masalah ini. Kami berharap sekarang menjadi jelas bagi Anda apa itu daya aktif, reaktif, dan nyata, apa perbedaan di antara mereka dan bagaimana setiap nilai ditentukan.

Bahan terkait:

• Untuk apa pembatas daya?
• Fase dan tegangan saluran dalam sirkuit tiga fase
• Cara menentukan konsumsi daya peralatan listrik