Что такое активная, реактивная и полная мощность в электротехнике. Как они связаны между собой. Каковы основные различия между этими видами мощности. Как рассчитывается коэффициент мощности.
Понятие мгновенной мощности в цепях переменного тока
Для понимания концепций активной, реактивной и полной мощности необходимо сначала разобраться с понятием мгновенной мощности в цепях переменного тока.
Мгновенная мощность — это произведение мгновенных значений напряжения и тока в конкретный момент времени:
p(t) = u(t) * i(t)
где p(t) — мгновенная мощность, u(t) — мгновенное значение напряжения, i(t) — мгновенное значение тока.
В цепях переменного тока мгновенная мощность постоянно изменяется во времени и может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Положительное значение означает передачу энергии от источника к нагрузке, отрицательное — обратный поток энергии от нагрузки к источнику.
Активная мощность: ключевые характеристики
Активная мощность P — это средняя за период мощность в цепи переменного тока. Она характеризует скорость преобразования электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, механическую и т.д.).
Основные свойства активной мощности:
- Измеряется в ваттах (Вт)
- Всегда положительна
- Описывает реально потребляемую и преобразуемую энергию
- Для резистивной нагрузки равна произведению действующих значений напряжения и тока
Активная мощность рассчитывается по формуле:
P = U * I * cos φ
где U — действующее значение напряжения, I — действующее значение тока, cos φ — коэффициент мощности.
Реактивная мощность: особенности и значение
Реактивная мощность Q характеризует обмен энергией между источником и реактивными элементами цепи (индуктивностями и емкостями). Она не связана с преобразованием энергии.
Ключевые особенности реактивной мощности:
- Измеряется в вольт-амперах реактивных (вар)
- Может быть как положительной, так и отрицательной
- Не совершает полезной работы
- Создает дополнительную нагрузку на сеть
Реактивная мощность вычисляется по формуле:
Q = U * I * sin φ
где U — действующее значение напряжения, I — действующее значение тока, sin φ — синус угла сдвига фаз между током и напряжением.
В чем разница между активной и реактивной мощностью?
Основные различия между активной и реактивной мощностью:
- Активная мощность преобразуется в полезную работу, реактивная — нет
- Активная мощность всегда положительна, реактивная может быть отрицательной
- Активная измеряется в ваттах, реактивная — в варах
- Активная связана с резистивными элементами, реактивная — с реактивными (индуктивности, емкости)
- Активная создает реальную нагрузку на сеть, реактивная — дополнительную
При этом обе мощности влияют на общую нагрузку в электрической сети.
Полная мощность: что это и как рассчитывается
Полная мощность S — это геометрическая сумма активной и реактивной мощностей. Она характеризует полную нагрузку, создаваемую в сети переменного тока.
Основные свойства полной мощности:
- Измеряется в вольт-амперах (ВА)
- Всегда больше или равна активной мощности
- Учитывает как активную, так и реактивную составляющие
- Используется для расчета сечения проводов и мощности трансформаторов
Полная мощность вычисляется по формуле:
S = √(P² + Q²) = U * I
где P — активная мощность, Q — реактивная мощность, U — действующее значение напряжения, I — действующее значение тока.
Треугольник мощностей: наглядное представление
Соотношение между активной, реактивной и полной мощностью наглядно иллюстрирует треугольник мощностей:
«` «`В этом треугольнике:
- Катет P представляет активную мощность
- Катет Q — реактивную мощность
- Гипотенуза S — полную мощность
- Угол φ — угол сдвига фаз между током и напряжением
Треугольник мощностей позволяет легко визуализировать соотношения между различными видами мощности в цепях переменного тока.
Коэффициент мощности: что это и почему он важен
Коэффициент мощности (cos φ) — это отношение активной мощности к полной мощности в цепи переменного тока. Он показывает, какая часть полной мощности преобразуется в полезную работу.
Коэффициент мощности рассчитывается по формуле:
cos φ = P / S
где P — активная мощность, S — полная мощность.
Значение коэффициента мощности варьируется от 0 до 1. Чем ближе cos φ к единице, тем эффективнее используется электроэнергия в системе.
Почему важен высокий коэффициент мощности?
- Снижает потери в сетях
- Уменьшает нагрузку на оборудование
- Позволяет более эффективно использовать мощность источников
- Снижает затраты на электроэнергию
Для повышения коэффициента мощности применяют различные методы компенсации реактивной мощности, например, установку конденсаторных батарей.
Практическое применение концепций мощности в электротехнике
Понимание различных видов мощности и их взаимосвязей крайне важно для практической электротехники. Эти знания применяются в следующих областях:
- Проектирование электрических сетей и систем
- Расчет и выбор электрооборудования
- Оценка эффективности использования электроэнергии
- Разработка мероприятий по энергосбережению
- Компенсация реактивной мощности
- Анализ качества электроэнергии
Правильный учет всех видов мощности позволяет создавать более эффективные и надежные электрические системы.
«Может ли мощность и КПД быть отрицательными?» — Яндекс Кью
Популярное
Сообщества
Вот лежат передо мной несколько школьных учебников по физике для старших классов, написанные Г.Я. Мякишевым, Б.Б Буховцевым, Н.Н. Сотским, В.А. Касьяновым и др. В каждом учебнике есть запись, что на учебник получены положительные заключения Российской академии наук и Российской академии образования, либо что учебник одобрен Федеральным экспертным советом и рекомендован Министерством образования РФ.
В каждом из этих учебников приводятся формулы для определения работы A = F S cos α, для определения мощности: N = A / t, и для определения КПД = А_полезная / Е_затраченная.
Там же, в этих учебниках приводятся задачи для усвоения пройденного материала, например:
С решением этих задач вроде бы как всё ясно и понятно.
Но вот если слегка изменить условия задачи А5: какую мощность развивает двигатель подъёмного механизма крана, если он равномерно ОПУСКАЕТ плиту массой 600 кг с высоты 4 м за 3 с?
И каков его КПД? То мы приходим к парадоксальному результату — оказывается, что двигатель подъёмного механизма крана совершает ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ РАБОТУ (см.
Элементарный учебник физики под редакцией Ландсберга), и, соответственно, получаем, что и мощность двигателя, и КПД — отрицательные величины.
Итак — может ли быть мощность и КПД двигателя быть отрицательными?
Домашние задания
Анонимный вопрос
·
930
ОтветитьУточнитьAkilya Galimova
Технологии
66
Преподаватель технического университета, кандидат технических наук, проектировщик в… · 24 авг 2021
Речь идет о суммарной мощности. Мощность, которую вы прикладываете к совершению работы, меньше мощности, которая препятствует совершению этой работы, термин «отрицательный» чисто математический. Обе мощности положительные, просто действуют в разных направлениях. Это относится и КПД. Например, в электротехнике на этом явлении основана работа компенсационных устройств.
Электрический двигатель потребляет большую реактивную мощность. Эта мощность индуктивная и она сильно снижает коэффициент мощности, что негативно влияет на качество электроэнергии. В сеть включают конденсаторную установку, которая тоже потребляет реактивную мощность, но характер этой мощности емкостной. Индуктивная и емкостная мощности направлены в противоположные стороны. Это физические свойства этих элементов. И тогда суммарная реактивная мощность становиться меньше. Хотя и одно и другое устройство работают нормально сами по себе. Есть такой термин у энергетиков — «возвратить реактивную мощность в сеть». И когда составляют баланс в электрической сети по реактивной мощности — он может быть отрицательным, если емкостная нагрузка превышает индуктивную. Но это только математически.
Комментарий был удалён за нарушение правил
Комментировать ответ…Комментировать…
Андрей Морковин
42
Программист и автоматизатор.
Если мы останемся в рамках идеального упрощённого учебникового мира, то электродвигатель при опускании груза будет не потреблять, а вырабатывать энергию. Вот она и «отрицательная мощность» Торможение при опускании производится тормозом. Если предположить, что в качестве тормоза используется сам электродвигатель, то его работа будет отрицательная. Но и изменение энергии… Читать далее
Александр Кобыленков
2 июня 2022
Еще одно маленькое уточнение. КПД может быть больше единицы и это не противоречит никаким законам термодинамики… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
Отрицательное значение — мощность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
К примеру расчета. | Схема подключения источников реактивной мощности.
[1] |
Отрицательное значение мощности означает, что установка конденсаторов не требуется и следует QHKy принять равной нулю. [2]
Отрицательные значения мощностей, получаемые при решении, следует отбрасывать, как не имеющие смысла. [3]
Возникновение в электрической цепи отрицательных значений мощности считается вредным. [4]
При этом положительные значения мощности ( четные четверти периода) соответствуют потреблению энергии катушкой ( энергия запасается магнитным, полем катушки), отрицательные значения мощности соответствуют возврату запасенной энергии обратно источнику. [5]
При указанных на схеме положительных направлениях токов и напряжений положительные значения мощностей соответствуют притоку энергии к рассматриваемым элементам от остальной цепи, а отрицательные значения мощностей — передаче энергии из рассматриваемых элементов в цепь.
Суммарная активная мощность, обусловленная взаимной индукцией, поступающая в оба элемента, равна нулю Рш — — Р2М, суммарная реактивная мощность, обусловленная взаимной индукцией, в общем случае отлична от нуля и может быть величиной как положительной, так и отрицательной.
[6]
При указанных на схеме положительных направлениях токов и напряжений положительные значения мощностей соответствуют притоку энергии к рассматриваемым элементам от активного четырехполюсника, а отрицательные значения мощностей — передаче энергии из рассматриваемых элементов в четырехполюсник. [7]
Действительно, 3.14 площадь, ограниченная огибающей положительных значений мощности и осью абсцисс, представляет собой энергию, поступающую в индуктивность, а площадь, ограниченная огибающей отрицательных значений мощности и осью абсцисс, — энергию, возвращаемую индуктивностью источнику за четверть периода изменения тока через индуктивность. [8]
Во вторую четверть периода, когда напряжение уменьшается от Um до нуля, конденсатор разряжается, а энергия, запасенная в электрическом поле конденсатора, возвращается источнику напряжения, что соответствует отрицательному значению мощности.
[9]
При уменьшении тока, а следовательно и магнитного потока ( вторая и четвертая четверти периода, рис. 6 — 5), происходит уменьшение энергии магнитного поля от максимального значения до нуля, которая возвращается цепью генератору. Таким образом, в эти части периода цепь работает в режиме генератора, что соответствует отрицательному значению мощности цепи с индуктивностью. [10]
При уменьшении напряжения ( вторая и четвертая четверти периода, рис. 6 — 18) происходит уменьшение накопленной энергии электрического поля от максимального значения до нуля и она возвращается цепью генератору. Таким образом, в эти части периода цепь работает в режиме генератора, что соответствует отрицательному значению мощности цепи с емкостью. Энергия, получаемая цепью за полупериод, равна нулю, следовательно, равна нулю и средняя мощность цепи. [11]
Из синусоидальной диаграммы ( рис. 4 — 17) видно, что возрастанию тока соответствуют положительные значения мощности.
В это время магнитное поле вокруг цепи усиливается и электромагнитная энергия источника переходит в энергию магнитного поля цепи. Убыванию тока соответствуют отрицательные значения мощности. В это время магнитное поле ослабевает и его энергия переходит в электромагнитную и возвращается обратно к источнику энергии.
[12]
В цепи, содержащей активное, индуктивное и емкостное сопротивления, в которой ток / и напряжение и в общем случае сдвинуты по фазе на некоторый угол ф, мгновенное значение мощности р равно произведению мгновенных значений силы тока / и напряжения и. Кривую мгновенной мощности р можно получить перемножением мгновенных значений тока i и напряжения и при различных углах ш / ( рис. 199, о), Из этого рисунка видно, что в некоторые, моменты времени, когда ток и напряжение направлены навстречу друг другу, мощность имеет отрицательное значение. Возникновение в электрической цепи отрицательных значений мощности является вредным.
Это означает, что в такие периоды времени приемник возвращает часть полученной электроэнергии обратно источнику; в результате уменьшается мощность, передаваемая от источника к приемнику. Очевидно, что чем больше угол сдвига фаз ф, тем больше время, в течение которого часть электроэнергии возвращается обратно к источнику, и тем больше возвращаемая обратно энергия и мощность.
[13]
Страницы: 1
Активная, реактивная и полная мощность | Самое простое объяснение
Активная, реактивная и полная мощность | Самое простое объяснение https://www.theelectricalguy.in/wp-content/uploads/2020/06/maxresdefault-1024×576.jpg 1024 576 Гаурав Дж. Гаурав Дж. https://secure.gravatar.com/avatar/87a2d2e0182faacb2e003da0504ad293?s=96&d=mm&r=g
Знание активной, реактивной и полной мощности является обязательным для инженера-электрика. Но в большинстве случаев мы приходим к путанице во всех этих силах. И, следовательно, если вы хотите получить кристально ясное объяснение активной, реактивной и полной мощности, я бы порекомендовал вам посмотреть это руководство.
В этом уроке мы узнаем о
- Мгновенная мощность
- Активная мощность
- Реактивная мощность
- Различие между активной и реактивной мощностью
- Полная мощность
- Коэффициент мощности
В конце этого руководства у нас также будет информация о коэффициенте мощности, поэтому обязательно прочтите ее до конца. Прежде чем мы начнем объяснение, обратите внимание, что понятие активной, реактивной и полной мощности применимо только для систем переменного тока .
Понятие активной, реактивной и полной мощности не применимо для систем постоянного тока.
Чтобы понять, что такое активная, реактивная и полная мощность, мы сначала должны узнать, что такое мгновенная мощность.
Мгновенная мощность
Чтобы понять мгновенную мощность, рассмотрим следующий пример. Резистивная нагрузка подключена к сети переменного тока 230 В.
Допустим, я хочу рассчитать мощность в момент времени «t», и для этого мне нужно умножить напряжение и ток в момент времени «t». Это даст нам мощность в конкретный момент «t». Эта сила называется мгновенная мощность . Почему мгновенно? Потому что мы измерили его в конкретный момент.
Мгновенная мощность может быть положительной или отрицательной. Теперь вы можете спросить, что такое положительная сила или отрицательная сила? Итак, давайте разберемся с концепцией положительной силы и отрицательной силы.
Положительная мощность
Мощность называется положительной мощностью, когда она течет от источника к нагрузке.
В приведенном выше примере мощность является положительной, если она поступает от источника переменного тока 230 В к нагрузке.
Отрицательная сила
Когда энергия течет от владыки к источнику, эта сила называется отрицательной силой. В приведенном выше примере мощность отрицательна, если она поступает от нагрузки к источнику переменного тока 230 В.
Теперь возникает вопрос, как мощность может передаваться от нагрузки к источнику? И в каком случае это происходит? Мы увидим об этом через несколько минут.
Перейти к содержанию
Активная мощность (P)
Чтобы понять активную мощность, снова рассмотрим схему, показанную ниже. В приведенной ниже схеме мы подключили источник переменного тока 230 В к чисто резистивной нагрузке.
Как известно, в чисто резистивной цепи напряжение и ток совпадают по фазе. В фазе означает, что
- напряжение и ток достигают своего положительного пика в одно и то же время
- Они становятся равными нулю в то же время
- Также они одновременно достигают своего отрицательного пика.
Если вы нарисуете кривую напряжения и тока резистивной цепи, она будет выглядеть так.
Чтобы вычислить мощность в этой цепи, вы можете перемножить напряжение и ток в любой момент, и вы обнаружите, что результирующая мощность является только положительной мощностью.
А такая мощность, которая всегда остается положительной, называется активной мощностью.
Свойства активной мощности
- Она всегда положительна
- Не меняет своего направления
- Поток мощности всегда идет от источника к нагрузке
- Обозначается буквой «P» и измеряется в Вт
Перейти к содержанию
Реактивная мощность (Q)
Чтобы понять, что такое реактивная мощность, в нашем примере мы заменим резистивную нагрузку чисто емкостной нагрузкой, как показано на рисунке ниже.
Если вы нарисуете форму вида напряжения и тока для этой схемы, она будет выглядеть так.
Как видите, ток опережает напряжение. Или просто ток опережает напряжение. Это указывает на то, что напряжение и ток в этой цепи не совпадают по фазе. Противофаза означает,
- Напряжение и ток не достигают своего положительного пика одновременно
- Они не становятся равными нулю одновременно
- И они также не достигают своего отрицательного пика одновременно.
Итак, если вы рассчитаете мощность в момент времени, показанный на рисунке ниже, вы получите положительную мощность, потому что и напряжение, и ток положительны.
Если вы подсчитаете мощность в указанный ниже момент времени, вы получите отрицательную мощность, потому что напряжение положительное, а ток отрицательный. А отрицательное умножить на положительное Отрицательное .
На что указывает эта отрицательная сила? Это говорит нам о том, что мощность передается от нагрузки к источнику.
Если продолжить расчет мощности в цепи, форма волны сохранится.
Эта сила движется вперед и назад, как маятник, не совершая никакой полезной работы в системе. И этот тип мощности называется реактивной мощностью.
Конденсатор, катушка индуктивности и любое устройство без футеровки может подавать/поглощать реактивную мощность в систему.
Почему мощность течет от нагрузки к источнику?
При положительном питании конденсатор заряжается или накапливает в нем энергию. Когда мощность становится отрицательной, конденсатор разряжается или высвобождает накопленную энергию. И это причина, по которой мощность течет от нагрузки к источнику.
Свойства реактивной мощности
- Эта мощность может быть как положительной, так и отрицательной.
- Он представляет собой только мощность, которая движется вперед и назад, не совершая никакой полезной работы.
- Обозначается буквой «Q» и измеряется в вар (реактивный вольт-ампер).
- Конденсатор, катушка индуктивности и любое нелинейное устройство может вводить/поглощать реактивную мощность в систему
Различие между активной и реактивной мощностью
- Мы не можем преобразовать активную мощность в реактивную, а реактивную мощность в активную.
- Активная мощность является отдельной величиной, а реактивная мощность является отдельной величиной.
- Обе мощности создают нагрузку на линию передачи.
- Активная мощность производит тепло, механическую энергию, свет и т. д.
- Реактивная мощность представляет собой только мощность, которая колеблется вперед и назад.
Вы также можете посмотреть подробное руководство «Разница между активной и реактивной мощностью».
Перейти к содержимому.
Полная мощность (S)
В системе вы будете иметь все типы нагрузок одновременно. У вас может быть резистивная нагрузка, у вас также может быть индуктивная нагрузка или емкостная нагрузка, или, может быть, комбинация всех типов нагрузок. Рассмотрим приведенный ниже пример, в котором у нас есть резистивная и индуктивная нагрузки, подключенные к одному и тому же источнику.
Резистивная нагрузка потребляет активную мощность, а индуктивная нагрузка потребляет реактивную мощность.
Теперь мы не можем сказать, что схема потребляет активную мощность или реактивную мощность, потому что она потребляет обе мощности. И, следовательно, нам нужно другое название для комбинации активной и реактивной мощности. Итак, этот тип комбинации обеих сил называется кажущейся мощностью.
Комбинация активной мощности и реактивной мощности называется полной мощностью .
Мы можем рассчитать полную мощность,
Полная мощность обозначается буквой « S » и измеряется в ВА/кВА/МВА. Трансформаторы рассчитаны на ВА/кВА/МВА.
Перейти к содержимому.
Коэффициент мощности
Коэффициент мощности очень тесно связан с активной, реактивной и полной мощностью, поэтому я привожу его здесь. Если вы хотите узнать подробнее о коэффициенте мощности, у меня есть отдельный плейлист, который вы можете посмотреть здесь.
Если вы попросите любого инженера-электрика определить коэффициент мощности, он/она скажет: «Коэффициент мощности — это угол между напряжением и током».
Это может быть правильным определением, но это неправильный способ определения коэффициента мощности.
Правильное определение коэффициента мощности:
«Отношение активной мощности к полной мощности называется коэффициентом мощности».
Когда кто-то говорит, что коэффициент мощности системы равен 0,8, что это значит? Это просто означает, что при 100 % мощности 80 % приходится на активную мощность, а 20 % — на реактивную мощность.
Коэффициент мощности показывает, сколько активной мощности потребляет система/оборудование.
Перейти к содержимому.
Реальная, реактивная и полная мощность
При включении любого электрического устройства за кулисами происходит сложный процесс. Электричество должно подаваться в сеть и, в конечном счете, на компонент. В процесс вносят вклад различные типы мощности, которые мы более подробно объясним в этой статье, включая активную мощность, реактивную мощность, комплексную мощность и полную мощность.
Реальная мощность находится в цепи переменного тока (AC) и измеряется в ваттах. Он выполняет фактическую работу в цепи, обеспечивая электричеством каждый элемент, находящийся под напряжением. Он также известен как «активная мощность», потому что это тип, который направляется через сеть, прежде чем подавать питание на предметы, начиная от вашего телефона и заканчивая лампочками.
Реактивная мощность отличается от реальной мощности. Он не электрифицирует предметы напрямую, но все же играет роль в энергосистеме, обеспечивая равномерное движение электричества между генераторами и конденсаторами (область хранения электричества). Он подается в систему по мере необходимости, чтобы обеспечить баланс между высокими и низкими напряжениями. Рассмотрим идеальную цепь переменного тока, состоящую из источника и обобщенной нагрузки, где ток и напряжение синусоидальны. Если нагрузка чисто резистивная, две величины одновременно меняют свою полярность, направление потока энергии не меняется на обратное — и течет только реальная мощность.
Если нагрузка чисто реактивная, то напряжение и ток равны 90 градусов не совпадают по фазе, и поток чистой мощности отсутствует. Эта энергия, текущая назад и вперед, известна как реактивная мощность. Если конденсатор и катушка индуктивности соединены параллельно, то токи, протекающие через катушку индуктивности и конденсатор, противодействуют друг другу и имеют тенденцию компенсировать, а не добавлять. Обычно считается, что конденсаторы генерируют реактивную мощность, а катушки индуктивности — потребляют ее. Это основной механизм управления коэффициентом мощности при передаче электроэнергии; конденсаторы (или катушки индуктивности) вставляются в цепь, чтобы частично компенсировать реактивную мощность нагрузки. Практическая нагрузка будет иметь резистивную, индуктивную и емкостную части, поэтому в нагрузку будет поступать как активная, так и реактивная мощность.
Комплексная мощность представляет собой сумму активной мощности и реактивной мощности. Полная мощность представляет собой векторную сумму активной и реактивной мощности.
Он представляет собой два типа мощности — реальный тип, который был отправлен для включения элементов, и реактивный, который остается в цепи переменного тока. Полная мощность представляет собой среднеквадратичное значение (RMS или rms) напряжения и тока. Полная мощность удобна для определения размеров оборудования или проводки. Однако суммирование кажущейся мощности для двух нагрузок не даст точного значения полной кажущейся мощности, если они не имеют одинакового смещения между током и напряжением.
Инженеры используют следующие термины для описания потока энергии в системе (и назначают каждому из них разные единицы):
- • Активная мощность (P) [Единица измерения: Вт]
- • Реактивная мощность (Q) [единица измерения: вар]
- • Комплексная мощность (S): комплексное значение S называется комплексной мощностью.
- • Полная мощность (|S|) [единица измерения: ВА]: абсолютное значение комплексной мощности S.
На схеме P – активная мощность, Q – реактивная мощность (в данном случае отрицательная), S – комплексная мощность; а длина S — кажущаяся мощность.
Единицей измерения всех форм мощности является ватт (обозначение: Вт). Однако эта единица обычно зарезервирована для активной составляющей мощности. Полная мощность обычно выражается в вольт-амперах (ВА), поскольку она представляет собой простое произведение среднеквадратичного значения напряжения и среднеквадратичного значения тока. Единице реактивной мощности присваивается специальное сокращение «ВАР», что означает реактивный вольт-ампер (поскольку поток реактивной мощности не передает полезной энергии в нагрузку, ее иногда называют «безваттной» мощностью). Обратите внимание, что не имеет смысла присваивать комплексной мощности одну единицу, потому что это комплексное число; поэтому он определяется как пара из двух единиц: W и VAR.
Понимание взаимосвязи между этими тремя величинами лежит в основе понимания энергетики. Математическая связь между ними может быть представлена векторами или выражена комплексными числами (где j — мнимая единица).
КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ:
Коэффициент мощности измеряет эффективность системы электропитания переменного тока. Коэффициент мощности – это реальная мощность на единицу полной мощности. (pf = Вт·ч/ВА·ч) Коэффициент мощности, равный единице, идеален, а 99% это хорошо. Там, где сигналы чисто синусоидальные, коэффициент мощности равен косинусу фазового угла (f) между синусоидальными сигналами тока и напряжения. По этой причине в технических паспортах оборудования и на паспортных табличках коэффициент мощности часто указывается как «cosf». Коэффициент мощности равен 1, когда напряжение и ток совпадают по фазе; и равен нулю, когда ток опережает или отстает от напряжения на 90 градусов.
Коэффициенты мощности обычно обозначаются как «опережающие» или «отстающие», чтобы показать знак фазового угла, где опережение указывает на отрицательный знак. Для двух систем, передающих одинаковое количество активной мощности, система с более низким коэффициентом мощности будет иметь более высокие циркулирующие токи. Это происходит из-за энергии, которая возвращается к источнику из запасов энергии в нагрузке. Эти более высокие токи в практической системе приведут к более высоким потерям и снизят общую эффективность передачи. Цепь с более низким коэффициентом мощности будет иметь более высокую полную мощность и потери при том же самом количестве передаваемой мощности. Чисто емкостные цепи вызывают реактивную мощность, при этом форма волны тока опережает волну напряжения на 90 градусов, в то время как чисто индуктивные цепи вызывают реактивную мощность, при этом форма волны тока отстает от формы волны напряжения на 90 градусов. Результатом этого является то, что емкостные и индуктивные элементы схемы имеют тенденцию компенсировать друг друга.
ПОТОК РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ:
При передаче и распределении электроэнергии значительные усилия прилагаются для контроля потока реактивной мощности. Обычно это делается автоматически путем включения и выключения катушек индуктивности или конденсаторных батарей, регулировки возбуждения генератора и другими способами. Розничные торговцы электроэнергией могут использовать счетчики электроэнергии, которые измеряют реактивную мощность, чтобы финансово наказать клиентов с низким коэффициентом мощности. Это особенно актуально для заказчиков, эксплуатирующих высокоиндуктивные нагрузки, такие как двигатели на водяных насосных станциях.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ БАТАРЕЯ:
Выходной ток зависит от состояния батареи. Интеллектуальное зарядное устройство может контролировать напряжение, температуру и/или время зарядки аккумулятора, чтобы определить оптимальный зарядный ток в данный момент.
Зарядка прекращается, когда сочетание напряжения, температуры и/или времени указывает на то, что батарея полностью заряжена.
Для Ni-Cd и NiMH аккумуляторов напряжение на аккумуляторе медленно увеличивается в процессе зарядки, пока аккумулятор не будет полностью заряжен. После этого напряжение снижается, что указывает интеллектуальному зарядному устройству на то, что аккумулятор полностью заряжен. Такие зарядные устройства часто маркируются буквой «V» или «дельта-V», что указывает на то, что они контролируют изменение напряжения.
Типичное интеллектуальное зарядное устройство быстро заряжает аккумулятор примерно до 85% от его максимальной емкости менее чем за час, а затем переключается на подзарядку, которая занимает несколько часов, чтобы полностью зарядить аккумулятор.
ВОЛЬТ-АМПЕР:
Вольт-ампер в электрическом выражении означает количество полной мощности в цепи переменного тока, равное току в один ампер при ЭДС в один вольт.
Это эквивалентно ваттам для нереактивных цепей следующим образом:
- • 10 кВ·А = мощность 10 000 Вт (где префикс k равен килограмму)
- • 10 МВ·А = мощность 10 000 000 Вт (где M равно мега)
В то время как вольт-ампер и ватт эквивалентны по размеру, можно найти продукты, оцененные как в ВА, так и в ваттах с разными номерами. Это обычная практика в системах ИБП (источник бесперебойного питания). Номинальная мощность в ВА — это полная мощность, которую может производить ИБП, а номинальная мощность в ваттах — это реальная мощность (или реальная мощность), которую он генерирует, в отличие от реактивной мощности. Реактивная мощность возникает из-за емкости и индуктивности компонентов нагрузки, которая питается от цепи переменного тока. При чисто резистивной нагрузке (например, лампы накаливания) кажущаяся мощность равна реальной мощности, а количество используемых ВА и ватт будет эквивалентным.
