כוח פעיל, תגובתי ונראה לעין במעגל AC

במעגלי DC, הספק אינו מחולק לרכיבים שונים, כגון פעיל ותגובתי, לכן, נעשה שימוש בביטוי פשוט P = U * I. אבל עם זרם חילופין, המצב שונה. במאמר זה נבחן מהו הספק פעיל, תגובתי ולכאורה של מעגל חשמלי.

הַגדָרָה

העומס על מעגל חשמלי קובע כמה זרם זורם דרכו. אם הזרם קבוע, אז ברוב המקרים ניתן לקבוע נגד של התנגדות מסוימת על ידי עומס שווה ערך. ואז ההספק מחושב באמצעות אחת הנוסחאות:

P = U * I

P = אני²*ר

P = U²/ ר

אותה נוסחה משמשת לקביעת ההספק הכולל במעגל זרם החילופין.

העומס מתחלק לשני סוגים עיקריים:

• פעיל הוא עומס התנגדות, כגון גופי חימום, מנורות ליבון וכדומה.
• ריאקטיבי - זה יכול להיות אינדוקטיבי (מנועים, סלילי מתנע, סולנואידים) וקיבוליים (בנקי קבלים וכו').

זה האחרון קורה רק עם זרם חילופין, למשל, במעגל זרם סינוסואידי, זה בדיוק מה שיש לך בשקעים שלך. מה ההבדל בין אנרגיה פעילה לתגובתית, נסביר עוד בשפה פשוטה כדי שהמידע יהפוך מובן לחשמלאים מתחילים.

המשמעות של עומס תגובתי

במעגל חשמלי עם עומס תגובתי, השלב הנוכחי ושלב המתח אינם חופפים בזמן. בהתאם לאופי הציוד המחובר, המתח מוביל את הזרם (באינדוקציה), או מפגר אחריו (בקיבולת). דיאגרמות וקטוריות משמשות לתיאור השאלות. כאן, אותו כיוון של וקטור המתח והזרם מציין את צירוף מקרים של פאזה. ואם הווקטורים מתוארים בזווית מסוימת, אז זה ההובלה או הפיגור של השלב של הווקטור המקביל (מתח או זרם). בואו נסתכל על כל אחד מהם.

בהשראות, המתח תמיד מוביל את הזרם. ה"מרחק" בין שלבים נמדד במעלות, מה שמודגם בבירור בדיאגרמות וקטוריות. הזווית בין הוקטורים מסומנת באות היוונית "פי".

במשרן אידיאלי, זווית הפאזה היא 90 מעלות. אבל במציאות זה נקבע על ידי העומס הכולל במעגל, אבל במציאות זה לא יכול להסתדר בלי רכיב התנגדות (פעיל) ורכיב קיבולי טפילי (במקרה זה).

בקבל המצב הפוך - הזרם מקדים את המתח, מכיוון שההשראות בעת הטעינה צורכת זרם גדול שיורד עם הטעינה. למרות שלעתים קרובות יותר אומרים שהמתח מפגר אחרי הזרם.

אם לומר זאת בקצרה וברורה, ניתן להסביר את התזוזות הללו על ידי חוקי הקומוטציה, לפיהם המתח בקיבול אינו יכול להשתנות באופן מיידי, ובשראות - הזרם.

משולש כוח וקוסינוס פי

אם אתה לוקח את המעגל כולו, נתח את הרכבו, שלבי הזרמים והמתחים, ואז בנה דיאגרמת וקטור. לאחר מכן, צייר את הפעיל לאורך הציר האופקי, ואת התגובתי לאורך האנכי וחבר את הקצוות של הוקטורים הללו עם הווקטור המתקבל - אתה מקבל משולש כוח.

הוא מבטא את היחס בין הספק פעיל לתגובתי, והווקטור המחבר את הקצוות של שני הוקטורים הקודמים יבטא את ההספק הכולל. כל זה נשמע יבש ומבלבל מדי, אז תסתכל על התמונה למטה:

האות P מייצגת כוח אקטיבי, Q עבור כוח תגובתי, S עבור כוח כולל.

הנוסחה להספק הכולל היא:

הקוראים הקשובים ביותר הבחינו כנראה בדמיון של הנוסחה למשפט פיתגורס.

יחידות:

• P - W, קילוואט (וואט);
• Q - var, kvar (וולט-אמפר תגובתי);
• S - VA (וולט-אמפר);

חישובים

כדי לחשב את ההספק הכולל, משתמשים בנוסחה מורכבת. לדוגמה, עבור מחולל, החישוב הוא:

ולצרכן:

אבל אנחנו ניישם את הידע בפועל ונבין איך לחשב את צריכת החשמל. כידוע, אנו, צרכנים רגילים, משלמים רק עבור צריכת הרכיב הפעיל של החשמל:

P = S * cosФ

כאן אנו רואים את הערך החדש של cosФ. זהו גורם ההספק, כאשר Φ היא הזווית בין הרכיבים הפעילים לסך הכל מהמשולש. לאחר מכן:

cosФ = P / S

בתורו, כוח תגובתי מחושב על ידי הנוסחה:

Q = U * I * sinФ

כדי לאחד את המידע, עיין בהרצאת הווידאו:

כל האמור לעיל נכון גם עבור מעגל תלת פאזי, רק הנוסחאות יהיו שונות.

תשובות לשאלות פופולריות

כוח כולל, פעיל ותגובתי הם נושא חשוב בחשמל לכל חשמלאי. לסיכום, ריכזנו מבחר של 4 שאלות נפוצות בהקשר זה.

• איזה סוג עבודה עושה כוח תגובתי?

תשובה: הוא לא מבצע עבודה שימושית, אבל העומס על הקו הוא הכוח המלא, כולל התחשבות ברכיב התגובתי. לכן, כדי להפחית את העומס הכללי, הם נאבקים בו או, מדברים בשפה מוכשרת, מפצים.

• איך זה מתוגמל?

- למטרה זו, נעשה שימוש במתקני פיצוי מגיבים. אלה יכולים להיות בנקים של קבלים או מפצים סינכרוניים (מנועים סינכרוניים). שקלנו את הנושא הזה בפירוט רב יותר במאמר: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

• מאילו צרכנים מגיע המגיב?

- אלה הם, קודם כל, מנועים חשמליים - הסוג הרב ביותר של ציוד חשמלי בארגונים.

• מה הנזק של צריכה גבוהה של אנרגיה תגובתית?

- בנוסף לעומס על קווי חשמל, יש לזכור כי ארגונים משלמים עבור קיבולת מלאה, ויחידים - רק עבור קיבולת פעילה. זה מוביל להגדלת חשבונות החשמל.

הסרטון מספק הסבר פשוט למושגים של כוח תגובתי, אקטיבי ולכאורה:

מכאן אנו מסיימים את בחינתנו בנושא זה. אנו מקווים שעכשיו התברר לכם מהו כוח אקטיבי, תגובתי ולכאורה, מה ההבדלים ביניהם וכיצד נקבע כל ערך.

חומרים קשורים:

• בשביל מה מגביל כוח?
• מתח פאזה וקו במעגלים תלת פאזיים
• כיצד לקבוע את צריכת החשמל של מכשירי חשמל