În circuitele de curent continuu, puterea nu este împărțită în diferite componente, cum ar fi activă și reactivă, prin urmare, se utilizează o expresie simplă P = U * I. Dar cu curent alternativ, situația este diferită. În acest articol ne vom uita la ce este puterea activă, reactivă și aparentă a unui circuit electric.
Conţinut:
- Definiție
- Semnificația sarcinii reactive
- Triunghiul puterii și cosinusul phi
- Calcule
- Răspunsuri la întrebări populare
Definiție
Sarcina pe un circuit electric determină cât de mult curent trece prin el. Dacă curentul este constant, atunci în majoritatea cazurilor un rezistor cu o anumită rezistență poate fi determinat de o sarcină echivalentă. Apoi puterea este calculată folosind una dintre formulele:
P = U * I
P = I2* R
P = U2/ R
Aceeași formulă este utilizată pentru a determina puterea totală în circuitul de curent alternativ.
Sarcina este împărțită în două tipuri principale:
- Una activă este o sarcină rezistivă, cum ar fi elementele de încălzire, lămpile cu incandescență și altele asemenea.
- Reactiv - poate fi inductiv (motoare, bobine de pornire, solenoizi) și capacitiv (banci de condensatoare etc.).
Acesta din urmă se întâmplă numai cu curent alternativ, de exemplu, într-un circuit de curent sinusoidal, exact asta ai în prize. Care este diferența dintre energia activă și cea reactivă, vom explica în continuare într-un limbaj simplu, astfel încât informațiile să devină înțelese pentru electricienii începători.
Semnificația sarcinii reactive
Într-un circuit electric cu sarcină reactivă, faza de curent și faza de tensiune nu coincid în timp. În funcție de natura echipamentului conectat, tensiunea fie conduce curentul (în inductanță), fie rămâne în urmă (ca capacitate). Diagramele vectoriale sunt folosite pentru a descrie întrebările. Aici, aceeași direcție a vectorului tensiune și curent indică coincidența de fază. Și dacă vectorii sunt reprezentați la un anumit unghi, atunci acesta este avansul sau întârzierea fazei vectorului corespunzător (tensiune sau curent). Să aruncăm o privire la fiecare dintre ele.
În inductanță, tensiunea conduce întotdeauna curentul. „Distanța” dintre faze este măsurată în grade, ceea ce este ilustrat clar în diagramele vectoriale. Unghiul dintre vectori este notat cu litera greacă „Phi”.
Într-un inductor idealizat, unghiul de fază este de 90 de grade. Dar, în realitate, aceasta este determinată de sarcina totală din circuit, dar în realitate nu se poate face fără o componentă rezistivă (activă) și o componentă parazită (în acest caz) capacitivă.
În condensator, situația este inversă - curentul este înaintea tensiunii, deoarece inductanța la încărcare consumă un curent mare, care scade pe măsură ce se încarcă. Deși se spune mai des că tensiunea rămâne în urma curentului.
Pentru a spune pe scurt și clar, aceste schimbări pot fi explicate prin legile comutației, conform cărora tensiunea în capacitate nu se poate schimba instantaneu, iar în inductanță - curentul.
Triunghiul puterii și cosinusul phi
Dacă luați întregul circuit, analizați compoziția acestuia, fazele curenților și tensiunilor, apoi construiți o diagramă vectorială. După aceea, trageți cel activ de-a lungul axei orizontale, iar cel reactiv de-a lungul celei verticale și conectați capetele acestor vectori cu vectorul rezultat - obțineți un triunghi de putere.
Exprimă raportul dintre puterea activă și cea reactivă, iar vectorul care leagă capetele celor doi vectori anteriori va exprima puterea totală. Toate acestea sună prea uscat și confuz, așa că aruncați o privire la imaginea de mai jos:
Litera P reprezintă puterea activă, Q pentru puterea reactivă, S pentru puterea totală.
Formula pentru puterea totală este:
Cei mai atenți cititori au observat probabil asemănarea formulei cu teorema lui Pitagora.
Unități:
- P - W, kW (wați);
- Q - var, kvar (volt-amperi reactivi);
- S - VA (Volt-amperi);
Calcule
Pentru a calcula puterea totală, se utilizează o formulă complexă. De exemplu, pentru un generator, calculul este:
Și pentru consumator:
Dar vom aplica cunoștințele în practică și vom descoperi cum să calculăm consumul de energie. După cum știți, noi, consumatorii obișnuiți, plătim doar pentru consumul componentei active a energiei electrice:
P = S * cosФ
Aici vedem noua valoare a cosF. Acesta este factorul de putere, unde Φ este unghiul dintre componentele active și totale din triunghi. Atunci:
cosФ = P / S
La rândul său, puterea reactivă este calculată prin formula:
Q = U * I * sinФ
Pentru a consolida informațiile, consultați prelegerea video:
Toate cele de mai sus sunt valabile și pentru un circuit trifazat, doar formulele vor diferi.
Răspunsuri la întrebări populare
Puterea brută, activă și reactivă reprezintă un subiect important în electricitate pentru orice electrician. În concluzie, am alcătuit o selecție de 4 întrebări frecvente în acest sens.
- Ce fel de muncă face puterea reactivă?
Răspuns: nu efectuează lucrări utile, dar sarcina pe linie este puterea maximă, inclusiv luând în considerare componenta reactivă. Prin urmare, pentru a reduce sarcina generală, se luptă cu aceasta sau, vorbind într-o limbă competentă, compensează.
- Cum se compensa?
- În acest scop se utilizează echipament de compensare a reactivilor. Acestea pot fi bănci de condensatoare sau compensatoare sincrone (motoare sincrone). Am analizat această problemă mai detaliat în articol: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html
- De la ce consumatori provine reactivul?
- Acestea sunt, în primul rând, motoare electrice - cel mai numeros tip de echipamente electrice la întreprinderi.
- Care este răul consumului ridicat de energie reactivă?
- Pe lângă sarcina pe liniile electrice, trebuie avut în vedere faptul că întreprinderile plătesc pentru capacitatea maximă, iar persoanele fizice - numai pentru capacitatea activă. Acest lucru duce la o creștere a sumei facturilor la electricitate.
Videoclipul oferă o explicație simplă a conceptelor de putere reactivă, activă și aparentă:
Aici încheiem analiza noastră asupra acestei probleme. Sperăm că acum ți-a devenit clar ce sunt puterea activă, reactivă și aparentă, care sunt diferențele dintre ele și cum este determinată fiecare valoare.
Materiale conexe:
- Pentru ce este un limitator de putere?
- Tensiunea de fază și linie în circuite trifazate
- Cum se determină consumul de energie al aparatelor electrice
