Aktīvā, reaktīvā un šķietamā jauda maiņstrāvas ķēdē

Līdzstrāvas ķēdēs jauda netiek sadalīta dažādos komponentos, piemēram, aktīvajā un reaktīvajā, tāpēc tiek izmantota vienkārša izteiksme P = U * I. Bet ar maiņstrāvu situācija ir atšķirīga. Šajā rakstā mēs apskatīsim, kas ir elektriskās ķēdes aktīvā, reaktīvā un šķietamā jauda.

Definīcija

Elektriskās ķēdes slodze nosaka, cik daudz strāvas plūst caur to. Ja strāva ir nemainīga, tad vairumā gadījumu noteiktas pretestības rezistoru var noteikt ar līdzvērtīgu slodzi. Pēc tam jaudu aprēķina, izmantojot vienu no formulām:

P = U * I

P = I²*R

P = U²/ R

To pašu formulu izmanto, lai noteiktu kopējo jaudu maiņstrāvas ķēdē.

Slodze ir sadalīta divos galvenajos veidos:

• Aktīva ir pretestības slodze, piemēram, sildelementi, kvēlspuldzes un tamlīdzīgi.
• Reaktīvs - tas var būt induktīvs (motori, startera spoles, solenoīdi) un kapacitatīvs (kondensatoru bloki utt.).

Pēdējais notiek tikai ar maiņstrāvu, piemēram, sinusoidālās strāvas ķēdē, tas ir tieši tas, kas jums ir jūsu kontaktligzdās. Kāda ir atšķirība starp aktīvo un reaktīvo enerģiju, mēs tālāk paskaidrosim vienkāršā valodā, lai informācija kļūtu saprotama iesācējiem elektriķiem.

Reaktīvās slodzes nozīme

Elektriskajā ķēdē ar reaktīvo slodzi strāvas fāze un sprieguma fāze nesakrīt laikā. Atkarībā no pievienotā aprīkojuma veida spriegums vai nu vada strāvu (induktivitātē), vai atpaliek no tā (pēc jaudas). Jautājumu aprakstīšanai tiek izmantotas vektoru diagrammas. Šeit viens un tas pats sprieguma un strāvas vektora virziens norāda uz fāzes sakritību. Un, ja vektori ir attēloti noteiktā leņķī, tad tas ir attiecīgā vektora (sprieguma vai strāvas) fāzes vads vai nobīde. Apskatīsim katru no tiem.

Induktivitātē spriegums vienmēr vada strāvu. "Attālums" starp fāzēm tiek mērīts grādos, kas ir skaidri parādīts vektoru diagrammās. Leņķi starp vektoriem apzīmē ar grieķu burtu "Phi".

Idealizētā induktorā fāzes leņķis ir 90 grādi. Bet patiesībā to nosaka kopējā slodze ķēdē, bet patiesībā nevar iztikt bez rezistīvās (aktīvās) komponentes un parazitārās (šajā gadījumā) kapacitatīvās sastāvdaļas.

Kondensatorā situācija ir pretēja - strāva ir priekšā spriegumam, jo ​​induktivitāte, lādējoties, patērē lielu strāvu, kas samazinās, lādējoties. Lai gan biežāk tiek teikts, ka spriegums atpaliek no strāvas.

Īsi un skaidri sakot, šīs nobīdes ir izskaidrojamas ar komutācijas likumiem, saskaņā ar kuriem spriegums kapacitātē nevar mainīties momentāni, bet induktivitātē - strāva.

Jaudas trīsstūris un kosinuss phi

Ja paņemat visu ķēdi, analizējiet tās sastāvu, strāvu un spriegumu fāzes, pēc tam izveidojiet vektoru diagrammu. Pēc tam uzzīmējiet aktīvo pa horizontālo asi, bet reaktīvo pa vertikālo un savienojiet šo vektoru galus ar iegūto vektoru - jūs iegūstat jaudas trīsstūri.

Tas izsaka aktīvās un reaktīvās jaudas attiecību, un vektors, kas savieno abu iepriekšējo vektoru galus, izteiks kopējo jaudu. Tas viss izklausās pārāk sausi un mulsinoši, tāpēc apskatiet tālāk redzamo attēlu:

Burts P apzīmē aktīvo jaudu, Q — reaktīvo jaudu, S — kopējo jaudu.

Kopējās jaudas formula ir šāda:

Vērīgākie lasītāji droši vien pamanījuši formulas līdzību Pitagora teorēmai.

Vienības:

• P - W, kW (vati);
• Q - var, kvar (reaktīvie volt-ampēri);
• S - VA (voltu ampēri);

Aprēķini

Lai aprēķinātu kopējo jaudu, tiek izmantota sarežģīta formula. Piemēram, ģeneratoram aprēķins ir šāds:

Un patērētājam:

Bet mēs pielietosim zināšanas praksē un izdomāsim, kā aprēķināt elektroenerģijas patēriņu. Kā zināms, mēs, parastie patērētāji, maksājam tikai par elektroenerģijas aktīvās sastāvdaļas patēriņu:

P = S * cosФ

Šeit mēs redzam jauno cosF vērtību. Tas ir jaudas koeficients, kur Φ ir leņķis starp aktīvo un kopējo komponentu no trīsstūra. Pēc tam:

cosФ = P / S

Savukārt reaktīvo jaudu aprēķina pēc formulas:

Q = U * I * sinФ

Lai apkopotu informāciju, skatieties video lekciju:

Viss iepriekš minētais attiecas arī uz trīsfāzu ķēdi, tikai formulas atšķirsies.

Atbildes uz populāriem jautājumiem

Bruto, aktīvā un reaktīvā jauda ir svarīga tēma elektrībā jebkuram elektriķim. Noslēgumā mēs esam apkopojuši 4 bieži uzdotos jautājumus šajā sakarā.

• Kādu darbu veic reaktīvā jauda?

Atbilde: tas neveic lietderīgu darbu, bet līnijas slodze ir pilna jauda, ​​ieskaitot reaktīvo komponentu. Tāpēc, lai samazinātu kopējo slodzi, viņi cīnās ar to vai, runājot kompetentā valodā, kompensē.

• Kā tas tiek kompensēts?

- Šim nolūkam tiek izmantotas reaģentu kompensācijas iekārtas. Tie var būt kondensatoru bloki vai sinhronie kompensatori (sinhronie motori). Mēs šo jautājumu izskatījām sīkāk rakstā: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

• No kādiem patērētājiem nāk reaģents?

- Tie, pirmkārt, ir elektromotori - visizplatītākais elektroiekārtu veids uzņēmumos.

• Kāds ir liela reaktīvās enerģijas patēriņa kaitējums?

- Papildus elektrolīniju slodzei jāpatur prātā, ka uzņēmumi maksā par pilnu jaudu, bet privātpersonas - tikai par aktīvo jaudu. Tas rada palielinātu elektrības rēķinu apjomu.

Video sniedz vienkāršu reaktīvās, aktīvās un šķietamās jaudas jēdzienu skaidrojumu:

Šeit mēs noslēdzam šī jautājuma izskatīšanu. Mēs ceram, ka tagad jums ir kļuvis skaidrs, kas ir aktīvā, reaktīvā un šķietamā jauda, ​​kādas ir atšķirības starp tām un kā katra vērtība tiek noteikta.

Saistītie materiāli:

• Kam paredzēts jaudas ierobežotājs?
• Fāzes un līnijas spriegums trīsfāžu ķēdēs
• Kā noteikt elektroierīču enerģijas patēriņu