Aktyvioji, reaktyvioji ir tariama galia kintamosios srovės grandinėje

Nuolatinės srovės grandinėse galia neskirstoma į skirtingus komponentus, tokius kaip aktyvus ir reaktyvus, todėl naudojama paprasta išraiška P = U * I. Tačiau su kintamąja srove padėtis yra kitokia. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kas yra aktyvioji, reaktyvioji ir tariama elektros grandinės galia.

Apibrėžimas

Elektros grandinės apkrova lemia, kiek srovė teka per ją. Jei srovė yra pastovi, tada daugeliu atvejų tam tikros varžos rezistorių galima nustatyti lygiaverte apkrova. Tada galia apskaičiuojama naudojant vieną iš formulių:

P = U * I

P = I²*R

P = U²/ R

Ta pati formulė naudojama bendrai galiai kintamosios srovės grandinėje nustatyti.

Krovinys skirstomas į du pagrindinius tipus:

• Aktyvioji yra varžinė apkrova, tokia kaip kaitinimo elementai, kaitrinės lempos ir pan.
• Reaktyvus – gali būti indukcinis (varikliai, starterio ritės, solenoidai) ir talpinis (kondensatorių baterijos ir kt.).

Pastarasis atsitinka tik su kintamąja srove, pavyzdžiui, sinusinės srovės grandinėje, būtent tai ir yra jūsų lizduose. Kuo skiriasi aktyvioji ir reaktyvioji energija, toliau paaiškinsime paprasta kalba, kad informacija taptų suprantama pradedantiesiems elektrikams.

Reaktyviosios apkrovos reikšmė

Elektros grandinėje su reaktyvia apkrova srovės fazė ir įtampos fazė laike nesutampa. Priklausomai nuo prijungtos įrangos pobūdžio, įtampa arba veda srovę (induktyvumu), arba atsilieka nuo jos (pagal talpą). Klausimams aprašyti naudojamos vektorinės diagramos. Čia ta pati įtampos ir srovės vektoriaus kryptis rodo fazių sutapimą. Ir jei vektoriai pavaizduoti tam tikru kampu, tai yra atitinkamo vektoriaus (įtampos ar srovės) fazės švinas arba atsilikimas. Pažvelkime į kiekvieną iš jų.

Esant induktyvumui, įtampa visada veda srovę. „Atstumas“ tarp fazių matuojamas laipsniais, o tai aiškiai pavaizduota vektorinėse diagramose. Kampas tarp vektorių žymimas graikiška raide „Phi“.

Idealizuotame induktoriuje fazės kampas yra 90 laipsnių. Bet realiai tai nulemia bendra apkrova grandinėje, bet realiai neapsieina be varžinio (aktyvaus) komponento ir parazitinio (šiuo atveju) talpinio komponento.

Kondensatoriuje situacija priešinga – srovė lenkia įtampą, nes induktyvumas kraunant sunaudoja didelę srovę, kuri kraunant mažėja. Nors dažniau sakoma, kad įtampa atsilieka nuo srovės.

Trumpai ir aiškiai tariant, šiuos poslinkius galima paaiškinti komutacijos dėsniais, pagal kuriuos įtampa talpoje negali keistis akimirksniu, o induktyvumo - srovė.

Galios trikampis ir kosinuso phi

Jei paimsite visą grandinę, išanalizuokite jos sudėtį, srovių fazes ir įtampą, tada sukurkite vektorinę diagramą. Po to nubrėžkite aktyvųjį išilgai horizontalios ašies, o reaktyvųjį - išilgai vertikalios ir sujunkite šių vektorių galus su gautu vektoriumi - gausite galios trikampį.

Jis išreiškia aktyviosios ir reaktyviosios galios santykį, o vektorius, jungiantis dviejų ankstesnių vektorių galus, išreikš bendrą galią. Visa tai skamba pernelyg sausai ir painiai, todėl pažvelkite į toliau pateiktą paveikslėlį:

Raidė P reiškia aktyviąją galią, Q – reaktyviąją galią, S – bendrą galią.

Bendros galios formulė yra tokia:

Dėmesingiausi skaitytojai tikriausiai pastebėjo formulės panašumą į Pitagoro teoremą.

Vienetai:

• P - W, kW (vatai);
• Q - var, kvar (reaktyvūs voltai amperai);
• S - VA (Volt-amperai);

Skaičiavimai

Bendrai galiai apskaičiuoti naudojama sudėtinga formulė. Pavyzdžiui, generatoriaus skaičiavimas yra toks:

O vartotojui:

Bet mes pritaikysime žinias praktiškai ir išsiaiškinsime, kaip apskaičiuoti energijos suvartojimą. Kaip žinote, mes, paprasti vartotojai, mokame tik už aktyviosios elektros komponento suvartojimą:

P = S * cosФ

Čia matome naują cosF vertę. Tai galios koeficientas, kur Φ yra kampas tarp aktyviųjų ir bendrųjų trikampio komponentų. Tada:

cosФ = P / S

Savo ruožtu reaktyvioji galia apskaičiuojama pagal formulę:

Q = U * I * sinФ

Norėdami konsoliduoti informaciją, žiūrėkite vaizdo paskaitą:

Visa tai, kas išdėstyta pirmiau, galioja ir trifazei grandinei, tik formulės skirsis.

Atsakymai į populiarius klausimus

Bendroji, aktyvioji ir reaktyvioji galia yra svarbi elektros tema bet kuriam elektrikui. Apibendrinant, mes sudarėme 4 dažniausiai užduodamus klausimus šiuo klausimu.

• Kokį darbą atlieka reaktyvioji galia?

Atsakymas: jis neatlieka naudingo darbo, tačiau linijos apkrova yra visa galia, įskaitant reaktyvųjį komponentą. Todėl, norėdami sumažinti bendrą krūvį, jie su juo kovoja arba, kalbėdami kompetentinga kalba, kompensuoja.

• Kaip tai kompensuojama?

- Šiuo tikslu naudojama reagentų kompensavimo įranga. Tai gali būti kondensatorių baterijos arba sinchroniniai kompensatoriai (sinchroniniai varikliai). Mes išsamiau išnagrinėjome šią problemą straipsnyje: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

• Iš kokių vartotojų gaunamas reagentas?

– Tai, visų pirma, elektros varikliai – pati gausiausia elektros įrangos rūšis įmonėse.

• Kuo kenkia didelis reaktyviosios energijos suvartojimas?

– Be elektros linijų apkrovos, reikia nepamiršti, kad įmonės moka už visą, o fiziniai asmenys – tik už aktyvųjį pajėgumą. Dėl to padidėja sąskaitų už elektrą suma.

Vaizdo įraše pateikiamas paprastas reaktyviosios, aktyviosios ir tariamosios galios sąvokų paaiškinimas:

Čia baigiame šio klausimo svarstymą. Tikimės, kad dabar jums tapo aišku, kas yra aktyvioji, reaktyvioji ir tariamoji galia, kuo jos skiriasi ir kaip kiekviena reikšmė nustatoma.

Susijusios medžiagos:

• Kam skirtas galios ribotuvas?
• Fazinė ir linijos įtampa trifazėse grandinėse
• Kaip nustatyti elektros prietaisų energijos suvartojimą