Aktivna, jalova in navidezna moč v izmeničnem tokokrogu

V enosmernih tokokrogih moč ni razdeljena na različne komponente, kot so aktivne in reaktivne, zato se uporablja preprost izraz P = U * I. Toda z izmeničnim tokom je situacija drugačna. V tem članku bomo pogledali, kakšna je aktivna, jalova in navidezna moč električnega tokokroga.

Opredelitev

Obremenitev električnega tokokroga določa, kolikšen tok teče skozenj. Če je tok konstanten, lahko v večini primerov upor določenega upora določimo z enakovredno obremenitvijo. Nato se moč izračuna z eno od formul:

P = U * I

P = I²* R

P = U²/ R

Ista formula se uporablja za določitev skupne moči v tokokrogu izmeničnega toka.

Obremenitev je razdeljena na dve glavni vrsti:

• Aktivna je uporovna obremenitev, kot so grelni elementi, žarnice in podobno.
• Reaktivna - lahko je induktivna (motorji, zaganjalniki, solenoidi) in kapacitivna (kondenzatorske banke itd.).

Slednje se zgodi samo z izmeničnim tokom, na primer v tokokrogu sinusnega toka, točno to imate v svojih vtičnicah. Kakšna je razlika med aktivno in jalovno energijo, bomo podrobneje razložili v preprostem jeziku, da bodo informacije razumljive za električarje začetnike.

Pomen reaktivne obremenitve

V električnem tokokrogu z reaktivno obremenitvijo trenutna faza in napetostna faza ne sovpadata v času. Glede na naravo priključene opreme napetost bodisi vodi tok (po induktivnosti) bodisi zaostaja za njim (po zmogljivosti). Za opis vprašanj se uporabljajo vektorski diagrami. Tu ista smer vektorja napetosti in toka kaže na sovpadanje faz. In če so vektorji upodobljeni pod določenim kotom, potem je to prednost ali zamik faze ustreznega vektorja (napetost ali tok). Oglejmo si vsakega od njih.

Pri induktivnosti napetost vedno vodi tok. "Razdalja" med fazami se meri v stopinjah, kar je jasno prikazano v vektorskih diagramih. Kot med vektorjema je označen z grško črko "Phi".

V idealiziranem induktorju je fazni kot 90 stopinj. Toda v resnici to določa skupna obremenitev v vezju, v resnici pa ne more brez uporovne (aktivne) komponente in parazitske (v tem primeru) kapacitivne komponente.

V kondenzatorju je situacija nasprotna - tok je pred napetostjo, ker induktivnost med polnjenjem porabi velik tok, ki se med polnjenjem zmanjšuje. Čeprav se pogosteje reče, da napetost zaostaja za tokom.

Na kratko in jasno povedano, te premike je mogoče razložiti z zakoni komutacije, po katerih se napetost v kapacitivnosti ne more spremeniti takoj, v induktivnosti pa - tok.

Močni trikotnik in kosinus phi

Če vzamete celotno vezje, analizirate njegovo sestavo, faze tokov in napetosti, nato pa sestavite vektorski diagram. Po tem narišite aktivnega vzdolž vodoravne osi, reaktivnega pa vzdolž navpične in povežite konce teh vektorjev z nastalim vektorjem - dobite močni trikotnik.

Izraža razmerje med aktivno in jalovno močjo, vektor, ki povezuje konca dveh prejšnjih vektorjev, pa bo izražal skupno moč. Vse to zveni preveč suhoparno in zmedeno, zato si oglejte spodnjo sliko:

Črka P pomeni aktivno moč, Q za jalovno moč, S za skupno moč.

Formula za skupno moč je:

Najbolj pozorni bralci so verjetno opazili podobnost formule s pitagorejskim izrekom.

enote:

• P - W, kW (vati);
• Q - var, kvar (reaktivni volt-amperi);
• S - VA (volt-amperi);

Izračuni

Za izračun skupne moči se uporablja kompleksna formula. Na primer, za generator je izračun:

In za potrošnika:

Toda znanje bomo uporabili v praksi in ugotovili, kako izračunati porabo energije. Kot veste, navadni potrošniki plačujemo samo porabo aktivne komponente električne energije:

P = S * cosФ

Tukaj vidimo novo vrednost cosF. To je faktor moči, kjer je Φ kot med aktivno in skupno komponento iz trikotnika. Nato:

cosФ = P / S

Po drugi strani se jalova moč izračuna po formuli:

Q = U * I * sinФ

Za utrjevanje informacij si oglejte video predavanje:

Vse našteto velja tudi za trifazno vezje, le formule se bodo razlikovale.

Odgovori na priljubljena vprašanja

Bruto, aktivna in jalova moč so pomembna tema v elektriki za vsakega električarja. Za zaključek smo sestavili izbor 4 pogosto zastavljenih vprašanj v zvezi s tem.

• Kakšno delo opravlja jalova moč?

Odgovor: ne opravlja uporabnega dela, vendar je obremenitev linije polna moč, vključno z upoštevanjem reaktivne komponente. Zato se, da bi zmanjšali celotno obremenitev, z njo borijo ali, če govorimo v kompetentnem jeziku, kompenzirajo.

• Kako se kompenzira?

- V ta namen se uporablja oprema za kompenzacijo reagenta. To so lahko kondenzatorske banke ali sinhroni kompenzatorji (sinhroni motorji). To vprašanje smo podrobneje obravnavali v članku: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

• Od katerih potrošnikov prihaja reagent?

- To so najprej električni motorji - najštevilčnejša vrsta električne opreme v podjetjih.

• Kakšna je škoda zaradi visoke porabe jalove energije?

- Poleg obremenitve daljnovodov je treba upoštevati, da podjetja plačujejo za polno zmogljivost, posamezniki pa samo za aktivno zmogljivost. To vodi do povečanega zneska računov za elektriko.

Video ponuja preprosto razlago konceptov jalove, aktivne in navidezne moči:

S tem zaključujemo našo obravnavo tega vprašanja. Upamo, da vam je zdaj postalo jasno, kaj so aktivna, jalova in navidezna moč, kakšne so razlike med njimi in kako se določi posamezna vrednost.

Povezani materiali:

• Za kaj je omejevalnik moči?
• Fazna in omrežna napetost v trifaznih vezjih
• Kako določiti porabo električne energije električnih naprav