Aktiv, reaktiv og tilsyneladende effekt i AC-kredsløbet

I DC-kredsløb er strømmen ikke opdelt i forskellige komponenter, såsom aktiv og reaktiv, derfor bruges et simpelt udtryk P = U * I. Men med vekselstrøm er situationen anderledes. I denne artikel vil vi se på, hvad aktiv, reaktiv og tilsyneladende effekt af et elektrisk kredsløb er.

Definition

Belastningen på et elektrisk kredsløb bestemmer, hvor meget strøm der løber gennem det. Hvis strømmen er konstant, kan en modstand med en vis modstand i de fleste tilfælde bestemmes af en ækvivalent belastning. Derefter beregnes effekten ved hjælp af en af ​​formlerne:

P = U * I

P = I²*R

P = U²/R

Den samme formel bruges til at bestemme den samlede effekt i vekselstrømkredsløbet.

Belastningen er opdelt i to hovedtyper:

• En aktiv er en resistiv belastning, såsom varmeelementer, glødelamper og lignende.
• Reaktiv - den kan være induktiv (motorer, startspoler, solenoider) og kapacitiv (kondensatorbanker osv.).

Sidstnævnte sker kun med vekselstrøm, for eksempel i et sinusformet strømkredsløb, det er præcis det du har i dine stikkontakter. Hvad er forskellen på aktiv og reaktiv energi, vil vi forklare yderligere i et enkelt sprog, så informationen bliver forståelig for nybegyndere elektrikere.

Betydningen af ​​reaktiv belastning

I et elektrisk kredsløb med en reaktiv belastning falder strømfasen og spændingsfasen ikke sammen i tid. Afhængigt af arten af ​​det tilsluttede udstyr fører spændingen enten strømmen (i induktans) eller halter bagud (i kapacitet). Vektordiagrammer bruges til at beskrive spørgsmålene. Her angiver den samme retning af spændings- og strømvektoren fasesammenfaldet. Og hvis vektorerne er afbildet i en bestemt vinkel, så er dette ledningen eller forsinkelsen af ​​fasen af ​​den tilsvarende vektor (spænding eller strøm). Lad os tage et kig på hver af dem.

I induktans leder spændingen altid strømmen. "Afstanden" mellem faser måles i grader, hvilket tydeligt er illustreret i vektordiagrammer. Vinklen mellem vektorerne er angivet med det græske bogstav "Phi".

I en idealiseret induktor er fasevinklen 90 grader. Men i virkeligheden er dette bestemt af den samlede belastning i kredsløbet, men i virkeligheden kan det ikke undvære en resistiv (aktiv) komponent og en parasitisk (i dette tilfælde) kapacitiv komponent.

I kondensatoren er situationen den modsatte - strømmen er foran spændingen, fordi induktansen under opladning forbruger en stor strøm, som aftager, efterhånden som den oplades. Selvom det oftere siges, at spændingen halter efter strømmen.

For at sige det kort og klart kan disse skift forklares af kommuteringslovene, ifølge hvilke spændingen i kapacitansen ikke kan ændre sig øjeblikkeligt, og i induktansen - strømmen.

Power trekant og cosinus phi

Hvis du tager hele kredsløbet, analyser dets sammensætning, faser af strømme og spændinger, og opbyg derefter et vektordiagram. Derefter skal du tegne den aktive langs den vandrette akse og den reaktive langs den lodrette og forbinde enderne af disse vektorer med den resulterende vektor - du får en potenstrekant.

Det udtrykker forholdet mellem aktiv og reaktiv effekt, og vektoren, der forbinder enderne af de to foregående vektorer, vil udtrykke den samlede effekt. Det hele lyder for tørt og forvirrende, så tag et kig på billedet nedenfor:

Bogstavet P står for aktiv effekt, Q for reaktiv effekt, S for total effekt.

Formlen for den samlede effekt er:

De mest opmærksomme læsere har nok bemærket formlens lighed med Pythagoras sætning.

Enheder:

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

Beregninger

For at beregne den samlede effekt bruges en kompleks formel. For eksempel for en generator er beregningen:

Og for forbrugeren:

Men vi vil anvende viden i praksis og finde ud af, hvordan vi beregner strømforbruget. Som du ved, betaler vi, almindelige forbrugere, kun for forbruget af den aktive komponent af elektricitet:

P = S * cosФ

Her ser vi den nye værdi af cosF. Dette er effektfaktoren, hvor Φ er vinklen mellem de aktive og samlede komponenter fra trekanten. Derefter:

cosФ = P/S

Til gengæld beregnes reaktiv effekt ved formlen:

Q = U * I * sinФ

For at konsolidere oplysningerne, se videoforedraget:

Alt ovenstående gælder også for et trefaset kredsløb, kun formlerne vil afvige.

Svar på populære spørgsmål

Brutto, aktiv og reaktiv effekt er et vigtigt emne inden for elektricitet for enhver elektriker. Som afslutning har vi samlet et udvalg af 4 ofte stillede spørgsmål i den forbindelse.

• Hvilken slags arbejde udfører reaktiv effekt?

Svar: det udfører ikke nyttigt arbejde, men belastningen på linjen er den fulde effekt, herunder under hensyntagen til den reaktive komponent. Derfor, for at reducere den samlede belastning, kæmper de med det eller, når de taler på et kompetent sprog, kompenserer de.

• Hvordan kompenseres det?

- Til dette formål anvendes reagenskompensationsinstallationer. Disse kan være kondensatorbanker eller synkrone kompensatorer (synkronmotorer). Vi overvejede dette problem mere detaljeret i artiklen: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

• Hvilke forbrugere kommer reagenset fra?

- Det er først og fremmest elektriske motorer - den mest talrige type elektrisk udstyr på virksomheder.

• Hvad er skaden ved højt forbrug af reaktiv energi?

- Ud over belastningen på elledninger skal man huske på, at virksomheder betaler for fuld kapacitet, og enkeltpersoner - kun for aktiv kapacitet. Dette fører til en øget mængde af elregninger.

Videoen giver en enkel forklaring på begreberne reaktiv, aktiv og tilsyneladende kraft:

Det er her, vi afslutter vores overvejelse af dette spørgsmål. Vi håber, at det nu er blevet klart for dig, hvad aktiv, reaktiv og tilsyneladende kraft er, hvad der er forskellene mellem dem, og hvordan hver værdi bestemmes.

Relaterede materialer:

• Hvad er en effektbegrænser til?
• Fase- og netspænding i trefasede kredsløb
• Sådan bestemmes strømforbruget for elektriske apparater