Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Потужності характеристики установки або мережі є основними для більшості відомих електричних приладів. Активна потужність (проходить, Споживано) характеризує частину повної потужності, яка передається за певний період частоти змінного струму.
визначення
Активна і реактивна потужність може бути тільки у змінного струму, т. К. Характеристики мережі (сили струму і напруги) у постійного завжди рівні. Одиниця виміру активної потужності Ватт, в той час, як реактивної - реактивний вольт-ампер і кВАр (квар). Варто відзначити, що як повна, так і активна характеристики можуть вимірюватися в кВт і кВА, це залежить від параметрів конкретного пристрою і мережі. У промислових колах найчастіше вимірюється в кіловат.
Електротехніка використовується активну складову в якості вимірювання передачі енергії окремими електричними приладами. Розглянемо, скільки потужності споживають деякі з них:
| прилад | Потужність побутових приладів, Вт / год |
| Зарядний пристрій | 2 |
| Люмінесцентна лампа ДРЛ | від 50 |
| Акустична система | 30 |
| Електричний чайник | 1500 |
| пральної машини | 2500 |
| напівавтоматичний інвертор | 3500 |
| Мийка високого тиску | 3500 |
Виходячи з усього, сказаного вище, активна потужність - це позитивна характеристика конкретної електричного кола, яка є одним з основних параметрів для вибору електричних приладів і контролю витрати електрики.
Позначення реактивної складової:
Це номінальна величина, яка характеризує навантаження в електричних пристроях за допомогою коливань ЕМП і втрати при роботі приладу. Іншими словами, передана енергія переходить на певний реактивний перетворювач (це конденсатор, діодний міст і т. Д.) І проявляється тільки в тому випадку, якщо система включає в себе цю складову.
розрахунок
Для з'ясування показника активної потужності, необхідно знати повну потужність, для її обчислення використовується наступна формула:
S = U \ I, де U - це напруга мережі, а I - це сила струму мережі.
Цей же розрахунок виконується при обчисленні рівня передачі енергії котушки при симетричному підключенні. Схема має наступний вигляд:
Розрахунок активної потужності враховує кут зсуву фаз або коефіцієнт (cos φ), тоді:
S = U * I * cos φ.
Дуже важливим фактором є те, що ця електрична величина може бути як позитивною, так і негативною. Це залежить від того, які характеристики має cos φ. Якщо у синусоїдального струму кут зсуву фаз знаходиться в межах від 0 до 90 градусів, то активна потужність позитивна, якщо від 0 до -90 - то негативна. Правило дійсно тільки для синхронного (синусоїдального) струму (застосовуваного для роботи асинхронного двигуна, верстатного обладнання).
Також однією з характерних особливостей цієї характеристики є те, що в трифазного ланцюга (наприклад, трансформатора або генератора), на виході активний показник повністю виробляється.
Максимальна і активна позначається P, реактивна потужність - Q.
Через те, що реактивна обумовлюється рухом і енергії в магнітному полі, її формула (з урахуванням кута зрушення фаз) має наступний вигляд:
Q L = U L I = I 2 x L
Для несинусоидального струму дуже складно підібрати стандартні параметри мережі. Для визначення потрібних характеристик з метою обчислення активної і реактивної потужності використовуються різні вимірювальні пристрої. Це вольтметр, амперметр і інші. Виходячи від рівня навантаження, підбирається потрібна формула.
Через те, що реактивна і активна характеристики пов'язані з повною потужністю, їх співвідношення (баланс) має наступний вигляд:
S = √P 2 + Q 2, і все це дорівнює U * I.
Але якщо струм проходить безпосередньо по реактивному опору. Те втрат в мережі не виникає. Це обумовлює индуктивная индуктивная складова - С і опір - L. Ці показники розраховуються за формулами:
Опір індуктивності: x L = ωL = 2πfL,
Опір ємності: ХC = 1 / (ωC) = 1 / (2πfC).
Для визначення співвідношення активної і реактивної потужності використовується спеціальний коефіцієнт. Це дуже важливий параметр, за яким можна визначити, яка частина енергії використовується не за призначенням або «губиться» при роботі пристрою.
При наявності в мережі активної реактивної складової обов'язково повинен розраховуватися коефіцієнт потужності. Ця величина не має одиниць вимірювання, вона характеризує конкретного споживача струму, якщо електрична система містить реактивні елементи. За допомогою цього показника стає зрозумілим, в якому напрямку і як зсувається енергія щодо напруги мережі. Для цього знадобиться діаграма трикутників напруг:
Наприклад, при наявності конденсатора формула коефіцієнта має наступний вигляд:
cos φ = r / z = P / S
Для отримання максимально точних результатів рекомендується не округляти отримані дані.
компенсація
З огляду на, що при резонансі струмів реактивна потужність дорівнює 0:
Q = QL - QC = ULI - UCI
Для того щоб поліпшити якість роботи певного пристрою застосовуються спеціальні прилади, які мінімізують вплив втрат на мережу. Зокрема, це ДБЖ. В даному приладі не потребують електричні споживачі з вбудованим акумулятором (наприклад, ноутбуки або портативні пристрої), але для більшості інших джерело безперебійного живлення є необхідним.
При установці такого джерела можна не тільки встановити негативні наслідки втрат, а й зменшити витрати на оплату електрики. Фахівці довели, що в середньому, ІБП допоможе економити від 20% до 50%. Чому це відбувається:
- Значно зменшується навантаження силових трансформаторів;
- Провід менше нагріваються, це не тільки позитивно впливає на їх роботу, а й підвищує безпеку;
- У сигнальних і радіопристроїв зменшуються перешкоди;
- На порядок зменшуються гармоніки в електричній мережі.
У деяких випадках фахівці використовують не повноцінні ІБП, а спеціальні компенсуючі конденсатори. Вони підходять для побутового використання, доступні і продаються в кожному електротехнічному магазині. Для розрахунку планованої і отриманої економії можна використовувати всі перераховані вище формули.