Реактивная мощность единица измерения: Реактивная мощность в чем измеряется

Содержание

Реактивная мощность в чем измеряется

Электрическая мощность — это сейчас для нас все. Мы живем на электричестве, мы его пьем, едим, им греемся, на нем ездим. Через него смотрим на целый мир, им общаемся, и уж как-то им начинаем и думать. Но мощность электрическая имеет некоторое лукавое измерение, с помощью которого способна от нас утекать. Мощность бывает активная, а бывает полная.


Поиск данных по Вашему запросу:

Реактивная мощность в чем измеряется

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Коэффициент мощности

Электрическая мощность


Мощность в цепи трехфазного тока может быть измерена с помощью одного, двух и трех ваттметров. Метод одного прибора применяют в трехфазной симметричной системе. Активная мощность всей системы равна утроенной мощности потребления по одной из фаз. При соединении нагрузки звездой с доступной нулевой точкой или если при соединении нагрузки треугольником имеется возможность включить обмотку ваттметра последовательно с нагрузкой, можно использовать схемы включения, показанные на рис.

Если нагрузка соединена звездой с недоступной нулевой точкой или треугольником, то можно применить схему с искусственной нулевой точкой рис. Рис 2. Схема измерения мощности трехфазного переменного тока одним ваттметром с искусственной нулевой точкой.

Для измерения реактивной мощности токовые концы ваттметра включают в рассечку любой фазы, а концы обмотки напряжения — на две другие фазы рис. Полная реактивная мощность определяется умножением показания ваттметра на корень из трех. Даже при незначительной асимметрии фаз применение данного метода дает значительную погрешность. Схема измерения реактивной мощности трехфазного переменного тока одним ваттметром.

Методом двух приборов можно пользоваться при симметричной и несимметричной нагрузке фаз. Три равноценных варианта включения ваттметров для измерения активной мощности показаны на рис. Активная мощность определяется как сумма показаний ваттметров. При измерении реактивной мощности можно применять схему рис. Для создания нулевой точки необходимо выполнить условие равенства сопротивлений обмоток напряжений ваттметров и резистора R.

Реактивная мощность вычисляется по формуле. По этой же формуле можно вычислить реактивную мощность при равномерной загрузке фаз и соединении ваттметров по схеме рис. Достоинство этого способа в том, что по одной и той же схеме можно определить активную и реактивную мощности. При равномерной загрузке фаз реактивная мощность может быть измерена по схеме рис. Метод трех приборов применяется при любой нагрузке фаз. Активная мощность может быть замерена по схеме рис.

Мощность всей цепи определяется суммированием показаний всех ваттметров. Схемы измерения активной мощности трехфазного переменного тока двумя ваттметрами а — токовые обмотки включены в фазы А и С; б — в фазы А и В; в — в фазы В и С. Реактивная мощность для трех- и четырехпроводной сети измеряется по схеме рис.

Схемы измерения реактивной мощности трехфазного переменного тока двумя ваттметрами. Схемы измерения активной мощности трехфазного переменного тока тремя ваттметрами а — при наличии нулевого провода; б — с искусственной нулевой точкой. На практике обычно применяют одно-, двух- и трехэлементные трехфазные ваттметры соответственно методу измерения. Чтобы расширить предел измерения, можно применить все указанные схемы при подключении ваттметров через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

На рис. Схемы включения ваттметров через измерительные трансформаторы. Искать в Школе для электрика:. Схемы измерения реактивной мощности тремя ваттметрами.


Измерение реактивной мощности в трехфазной цепи.

В повседневной жизни практически каждый сталкивается с понятием «электрическая мощность», «потребляемая мощность» или «сколько эта штука «кушает» электричества». В данной подборке мы раскроем понятие электрической мощности переменного тока для технически подкованных специалистов и покажем на картинке электрическую мощность в виде «сколько эта штука кушает электричества» для людей с гуманитарным складом ума Мы раскрываем наиболее практичное и применимое понятие электрической мощности и намеренно уходим от описания дифференциальных выражений электрической мощности. В цепях переменного тока формула для мощности постоянного тока может быть применена лишь для расчёта мгновенной мощности, которая сильно изменяется во времени и для практических расчётов бесполезна. Прямой расчёт среднего значения мощности требует интегрирования по времени. Для вычисления мощности в цепях, где напряжение и ток изменяются периодически, среднюю мощность можно вычислить, интегрируя мгновенную мощность в течение периода.

Q – мощность реактивная. Q (реактивная мощность) тем больше.

Единицы измерения мощности. Мощность тока: единица измерения

Активная и реактивная мощность — потребители электрической энергии на то и потребители, чтобы эту энергию потреблять. Потребителя интересует та энергия, потребление которой идет ему на пользу, эту энергию можно назвать полезной, но в электротехнике ее принято называть активной. Это энергия, которая идет на нагрев помещений, готовку пищи, выработку холода, и превращаемая в механическую энергию работа электродрелей, перфораторов, электронасосов и пр. Кроме активной электроэнергии существует еще и реактивная. Это та часть полной энергии, которая не расходуется на полезную работу. Как понятно из вышесказанного, полная мощность — это активная и реактивная мощность в целом. В понятиях активная и реактивная мощность сталкиваются противоречивые интересы потребителей электрической энергии и ее поставщиков. Потребителю выгодно платить только за потребленную им полезную электроэнергию, поставщику выгодно получать оплату за сумму активной и реактивной электроэнергии.

Активная и реактивная мощность. За что платим и работа

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

В характеристиках часто указываются обе единицы измерения мощности кВт и кВа , но не каждый знает, что они обозначают:. По сути, это одно и то же и говоря языком потребителя: кВт — нетто полезная мощность , а кВа брутто полная мощность.

Активная, реактивная, неактивная и полная мощность электрического тока

Реактивную мощность в трехфазной трехпроводной цепи при симметричной нагрузке можно определить по разности показаний ваттметров рис 8. Реактивную мощность в трехпроводной трехфазной цепи при симметричной нагрузке можно измерить одним ваттметром рис 9. Токовая обмотка ваттметра включается в линейный провод А, а обмотка напряжения — на линейное напряжение U BC т. Из векторной диаграммы рис. Для вычисления реактивной мощности трехфазной трехпроводной цепи при симметричной нагрузке необходимо показания ваттметра умножить на.

Почему мощность трансформатора измеряют в ква, а не в квт ?

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Активная и реактивная мощность — потребители электрической энергии на то и потребители, чтобы эту энергию потреблять. Потребителя интересует та энергия, потребление которой идет ему на пользу, эту энергию можно назвать полезной, но в электротехнике ее принято называть активной. Это энергия, которая идет на нагрев помещений, готовку пищи, выработку холода, и превращаемая в механическую энергию работа электродрелей, перфораторов, электронасосов и пр. Кроме активной электроэнергии существует еще и реактивная. Это та часть полной энергии, которая не расходуется на полезную работу. Как понятно из вышесказанного, полная мощность — это активная и реактивная мощность в целом.

Чтобы разобраться с понятием реактивной мощности, вспомним сначала, что такое Измеряется мощность в ваттах (произведение Вольт х Ампер).

Многим из нас известна основная единица мощности — Ватт Вт или чаще используется его производная киловатт кВт и вы привыкли, что эта характеристика у электрооборудования указывается именно в них. Но если взять трансформатор или приборы, в которых он является основным компонентом, например, стабилизаторы напряжения , вы увидите, что мощность там указана в кВА — киловольт-амперах. Давайте разберемся, что такое кВА, почему именно в этих единицах измерения указывается мощность трансформатора и как она связана с обычными киловаттами. Я не буду выкладывать здесь определения из учебников и сыпать физическими терминами, объясню коротко, простыми словами, чтобы было понятно любому.

Измерение реактивной мощности осуществляется с помощью специального прибора варметра, также можно определить косвенным методом с помощью ряда приборов вольтметра, амперметра, фазометра. Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электрооборудование изменениями энергии электромагнитного поля в цепях переменного тока:. Единица измерения реактивной мощности — вольт-ампер реактивный вар.. Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери и падение напряжения.

Термоваккумная обработка увеличивает срок службы конденсатора, исключая возможность внутренней коррозии элементов. Чистая комната, с контролем влажности и температуры воздуха, высокопроизводительное швейцарское оборудование.

Мощность в цепи трехфазного тока может быть измерена с помощью одного, двух и трех ваттметров. Метод одного прибора применяют в трехфазной симметричной системе. Активная мощность всей системы равна утроенной мощности потребления по одной из фаз. При соединении нагрузки звездой с доступной нулевой точкой или если при соединении нагрузки треугольником имеется возможность включить обмотку ваттметра последовательно с нагрузкой, можно использовать схемы включения, показанные на рис. Если нагрузка соединена звездой с недоступной нулевой точкой или треугольником, то можно применить схему с искусственной нулевой точкой рис. Рис 2.

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Единицей измерения в Международной системе единиц СИ является ватт русское обозначение: Вт , международное: W. Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.


Единицы измерения мощности реактивной активной и полной

В электротехнике среди множества определений довольно часто используются такие понятия, как активная, реактивная и полная мощность. Эти параметры напрямую связаны с током и напряжением в замкнутой электрической цепи, когда включены какие-либо потребители. Для проведения вычислений применяются различные формулы, среди которых основной является произведение напряжения и силы тока. Прежде всего это касается постоянного напряжения. Однако в цепях переменного тока мощность разделяется на несколько составляющих, отмеченных выше. Вычисление каждой из них также осуществляется с помощью формул, благодаря которым можно получить точные результаты.

Формулы активной, реактивной и полной мощности

Основной составляющей считается активная мощность. Она представляет собой величину, характеризующую процесс преобразования электрической энергии в другие виды энергии. То есть по-другому является скоростью, с какой потребляется электроэнергия. Именно это значение отображается на электросчетчике и оплачивается потребителями. Вычисление активной мощности выполняется по формуле: P = U x I x cosф.

В отличие от активной, которая относится к той энергии, которая непосредственно потребляется электроприборами и преобразуется в другие виды энергии – тепловую, световую, механическую и т.д., реактивная мощность является своеобразным невидимым помощником. С ее участием создаются электромагнитные поля, потребляемые электродвигателями. Прежде всего она определяет характер нагрузки, и может не только генерироваться, но и потребляться. Расчеты реактивной мощности производятся по формуле: Q = U x I x sinф.

Полной мощностью является величина, состоящая из активной и реактивной составляющих. Именно она обеспечивает потребителям необходимое количество электроэнергии и поддерживает их в рабочем состоянии. Для ее расчетов применяется формула: S = .

Как найти активную, реактивную и полную мощность

Активная мощность относится к энергии, которая необратимо расходуется источником за единицу времени для выполнения потребителем какой-либо полезной работы. В процессе потребления, как уже было отмечено, она преобразуется в другие виды энергии.

В цепи переменного тока значение активной мощности определяется, как средний показатель мгновенной мощности за установленный период времени. Следовательно, среднее значение за этот период будет зависеть от угла сдвига фаз между током и напряжением и не будет равной нулю, при условии присутствия на данном участке цепи активного сопротивления. Последний фактор и определяет название активной мощности. Именно через активное сопротивление электроэнергия необратимо преобразуется в другие виды энергии.

При выполнении расчетов электрических цепей широко используется понятие реактивной мощности. С ее участием происходят такие процессы, как обмен энергией между источниками и реактивными элементами цепи. Данный параметр численно будет равен амплитуде, которой обладает переменная составляющая мгновенной мощности цепи.

Существует определенная зависимость реактивной мощности от знака угла ф, отображенного на рисунке. В связи с этим, она будет иметь положительное или отрицательное значение. В отличие от активной мощности, измеряемой в ваттах, реактивная мощность измеряется в вар – вольт-амперах реактивных. Итоговое значение реактивной мощности в разветвленных электрических цепях представляет собой алгебраическую сумму таких же мощностей у каждого элемента цепи с учетом их индивидуальных характеристик.

Основной составляющей полной мощности является максимально возможная активная мощность при заранее известных токе и напряжении. При этом, cosф равен 1, когда отсутствует сдвиг фаз между током и напряжением. В состав полной мощности входит и реактивная составляющая, что хорошо видно из формулы, представленной выше. Единицей измерения данного параметра служит вольт-ампер (ВА).

Пусть приемник электро­энергии присоединен к источнику синусоидального напряжения u(t) = Usin(ωt) и потребляет синусоидальный ток i(t) = I sin (ωt -φ), сдви­нутый по фазе относительно напряжения на угол φ. U и I – действующие значения. Значение мгновенной мощности на зажимах приемника определяется выражением

p(t) = u(t) ?i(t) = 2UI sin(ωt) sin (ωt -φ) = UI cos φ — UI cos (2ωt -φ) (5.1)

и является суммой двух величин, одна из которых постоянна во времени, а другая пульсирует с двойной частотой.

Среднее значение p(t) за период Т называется активной мощностью и полностью определяется первым слагаемым уравнения (5.1):

Активная мощность ха­рактеризует энергию, расходуемую необратимо источником в единицу времени на производство полезной работы потребителем. Активная энергия, потребляемая электроприёмниками, преобразуется в другие виды энергии: механическую, тепловую, энергию сжатого воздуха и газа и т. п.

Среднее значение от второго слагаемого мгновенной мощности (1.1) (пульсирует с двойной частотой) за время Т равно нулю, т. е. на ее создание не требуется каких-либо материальных затрат и поэтому она не может совершать полезной ра­боты. Однако ее присутствие указывает, что между источником и приемником происходит обратимый процесс обмена энергией. Это возможно, если имеются элементы, способные накапливать и отдавать электромагнитную энергию – емкость и индуктивность. Эта составляющая характеризует реактивную мощность.

Полную мощность на зажимах приемника в комп­лексной форме можно представить следующим образом:

. (5.2)

Единица измерения полной мощности S = UI – ВА.

Реактивная мощность – величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями (обменом) энергии между источником и приемником. Для синусоидального тока она равна произведению действующих значений тока I и напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q = UI sinφ. Единица измерения – ВАр.

Реактивная мощность не связана с полезной работой ЭП и расходуется только на создание переменных электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, аппаратах, линиях и т. д.

Для реактивной мощности приняты такие понятия, как генерация, потребление, передача, потери, баланс. Считается, что если ток отстает по фазе от напряжения (индуктивный характер нагрузки), то реактивная мощ­ность потребляется и имеет положительный знак, а если ток опережает напряжение (емкостный характер нагрузки), то реактивная мощность ге­нерируется и имеет отрицательное значение.

Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели (60–65 % общего потреб­ления), трансформаторы (20–25 %), вентильные преобразователи, реакторы, воздушные электрические сети и прочие приемники (10 %).

Передача реактивной мощности загружает электрические сети и установленное в ней оборудование, уменьшая их пропускную способность. Реактивная мощность генерируется синхронными генераторами электростанций, синхронными компенса­торами, синхронными двигателями (регулирование током возбуждения), батареями конденсаторов (БК) и линиями электропередачи.

Реактивная мощность, вырабатываемая емкостью сетей, имеет следующий порядок величин: воздушная линия 20 кВ генерирует 1 кВАр на 1 км трехфазной линии; подземный кабель 20 кВ – 20 кВАр/км; воздушная линия 220 кВ – 150 кВАр/км; подземный кабель 220 кВ – 3 МВАр/км.

Коэффициент мощности и коэффициент реактивной мощности.

Векторное представление величин, характеризующих состояние сети, приводит к представлению реактивной мощности Q вектором, перпендикулярным вектору активной мощности Р (рис. 5.2 ). Их векторная сумма дает полную мощность S.

Рис. 5.1. Треугольник мощностей

Согласно рис. 5.1 и (5.2) следует, что S 2 = Р 2 + Q 2 ; tgφ = Q/P; cosφ = P/S.

Основным нормативным показателем, характе­ризующим реактивную мощность, ранее был коэффициент мощности cosφ. На вводах, питающих промышленное предприятие, средневзвешенное значение этого коэффициента должно было находиться в пределах 0,92–0,95. Однако выбор соотношения P/S в качестве нормативного не дает четкого представления о динамике изменения реального значения реактивной мощности. Например, при изменении коэффициента мощности от 0,95 до 0,94 реактивная мощность изменяется на 10 %, а при изменении этого же коэффициента от 0,99 до 0,98 приращение реактивной мощности составляет уже 42 %. При расчетах удобнее оперировать соотношением tgφ = Q/P, которое называют коэффициентом реактивной мощности.

Предприятиям, у которых присоединенная мощность более 150 кВт (за исключением «бытовых» потребителей), определены предельные значения коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети – с 7 до 23 часов (Приказ Министерства промышленности и энергетики РФ от 22.02.2007 г. № 49 «О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии»).

Предельные значения коэффициентов реактивной мощности (tgφ) нормируются в зависимости от положения точки (напряжения) присоединения потребителя к сети. Для напряжения сети 100 кВ tgφ = 0,5; для сетей 35, 20, 6 кВ – tgφ = 0,4 и для сети 0,4 кВ – tgφ = 0,35.

Введение новых директивных документов по компен­сации реактивной мощности было направлено на повышение эффективности работы всей системы электроснабжения от генераторов энергосистемы до приемников электроэнергии.

С введением коэффициента реактивной мощности стало возможным представлять потери активной мощности через активную или реактивную мощности: Р = (P 2 /U 2 ) R (l + tg 2 φ).

Угол между векторами мощностей Р и S соответствует углу φ между векторами активной составляющей тока Iа и полного тока I, который, в свою очередь, представляет собой векторную сумму активного тока Iа, находящегося в фазе с напряжением, и реактивного тока Iр, находящегося под углом 90° к нему. Это расположение токов является расчетным приемом, связанным с разложением на активную и реактивную мощности, которое можно считать естественным.

Большинство потребителей нуждаются в реактивной мощности, поскольку они функционируют благодаря изменению магнитного поля. Для наиболее употребительных двигателей в нормальном режиме работы можно привести следующие примерные значения tgφ.

Электродвигатели tgφ cosφ
Однофазный асинхронный двигатель 1,30–0,90 0,61–0,74
Трехфазный асинхронный двигатель 1,00–0,50 0,70–0,89
Коллекторный двигатель 1,30–1,00 0,61–0,70

В момент пуска двигателей требуется значительное количество реактивной мощности, при этом tgφ = 4–5 (cosφ = 0,2–0,24).

Синхронные машины обладают способностью потреблять или выдавать реактивную мощность в зависимости от степени возбуждения.

В синхронных генераторах и двигателях размеры цепей возбуждения ограничивают возможность поставки реактивной мощности до максимальных значений tgφ = 0,75 (cosφ = 0,8) или до tgφ = 0,5 (cosφ = 0,9) (табл. 5.1).

Синхронные двигатели, выпускаемые отечественной промышленностью, рассчитаны на опережающий коэффициент мощности (cosφ = 0,9) и при номинальной активной нагрузке Pном и напряжении Uном могут вырабатывать номинальную реактивную мощность Qном ≈ 0,5Pном.

При недогрузке СД по активной мощности β = P/Pном 1.

Преимуществом СД, используемым для компенсации реактивной мощности, по сравнению с КБ является возможность плавного регулирования генерируемой реактивной мощности. Недостатком является то, что активные потери на генерирование реактивной мощности для СД больше, чем для КБ.

Дополнительные активные потери в обмотке СД, вызываемые генерируемой реактивной мощностью в пределах изменения cosφ от 1 до 0,9 при номинальной активной мощности СД, равной Pном, кВт:

где Qном – номинальная реактивная мощность СД, кВ Ар; R – сопротивление одной фазы обмотки СД в нагретом состоянии, Ом; Uном – номинальное напряжение сети, кВ.

В системах электроснабжения промышленных предприятий КБ компенсируют реактивную мощность базисной (основной) части графиков нагрузок, а СД снижают пики нагрузок графика.

Таблица 5.1

Зависимости коэффициента перегрузки по реактивной мощности синхронных двигателей

Серия, номинальное напряжение, частота вращения двига теля Относительное напряжение на зажимах двигателя U/Uном Коэффициент перегрузки по реактивной мощности α при коэффициенте загрузки β
0,90 0,80 0,70
СДН, 6 и 10 кВ (для всех частот вращения) СДН, 6 кВ: 600–1000 об/мин 370–500 об/мин 187–300 об/мин 100–167 об/мин СДН, 10 кВ: 1000 об/мин 250–750 об/мин СТД, 6 и 10 кВ, 3000 об/мин СД и СДЗ, 380 В (для всех частот вращения) 0,95 1,00 1,05 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 0,95 1,00 1,05 1,10 0,95 1,00 1,05 1,10 1,31 1,21 1,06 0,89 0,88 0,86 0,81 0,90 0,86 1,30 1,32 1,12 0,90 1,16 1,15 1,10 0,90 1,39 1,27 1,12 0,94 0,92 0,88 0,85 0,98 0,90 1,42 1,34 1,23 1,08 1,26 1,24 1,18 1,06 1,45 1,33 1,17 0,96 0,94 0,90 0,87 1,00 0,92 1,52 1,43 1,31 1,16 1,36 1,32 1,25 1,15

Синхронные компенсаторы.

Разновидностью СД являются синхронные компенсаторы (СК), которые представляют собой СД без нагрузки на валу. В настоящее время выпускается СК мощностью выше 5000 кВ?Ар. Они имеют ограниченное применение в сетях промышленных предприятий. Для улучшения показателей качества напряжения у мощных ЭП с резкопеременной, ударной нагрузкой (дуговые печи, прокатные станы и т. п.) используются СК.

Статические тиристорные компенсирующие устройства.

В сетях с резкопеременной ударной нагрузкой на напряжении 6–10 кВ рекомендуется применение не конденсаторных батарей, а специальных быстродействующих источников реактивной мощности (ИРМ), которые должны устанавливаться вблизи таких ЭП. Схема ИРМ приведена на рис. 5.2. В ней в качестве регулируемой индуктивности используются индуктивности LR и нерегулируемые ёмкости С1–С3.

Рис. 5.2. Быстродействующие источники реактивной мощности

Регулирование индуктивности осуществляется тиристорными группами VS, управляющие электроды которых подсоединены к схеме управления. Достоинствами статических ИРМ являются отсутствие вращающихся частей, относительная плавность регулирования реактивной мощности, выдаваемой в сеть, возможность трёх- и четырёхкратной перегрузки по реактивной мощности. К недостаткам относится появление высших гармоник, которые могут возникнуть при глубоком регулировании реактивной мощности.

За счет дополнительных потерь мощности в сети, вызванных потреблением реактивной мощности, увеличивается общее потребление электроэнергии. Поэтому снижение перетоков реактивной мощности является одной из основных задач эксплуатации электрических сетей.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 10099 — | 7532 — или читать все.

Простое объяснение с формулами

Активная мощность (P)

Другими словами активную мощность можно назвать: фактическая, настоящая, полезная, реальная мощность. В цепи постоянного тока мощность, питающая нагрузку постоянного тока, определяется как простое произведение напряжения на нагрузке и протекающего тока, то есть

потому что в цепи постоянного тока нет понятия фазового угла между током и напряжением. Другими словами, в цепи постоянного тока нет никакого коэффициента мощности.

Но при синусоидальных сигналах, то есть в цепях переменного тока, ситуация сложнее из-за наличия разности фаз между током и напряжением. Поэтому среднее значение мощности (активная мощность), которая в действительности питает нагрузку, определяется как:

В цепи переменного тока, если она чисто активная (резистивная), формула для мощности та же самая, что и для постоянного тока: P = U I.

Формулы для активной мощности

P = U I — в цепях постоянного тока

P = U I cosθ — в однофазных цепях переменного тока

P = √3 UL IL cosθ — в трёхфазных цепях переменного тока

P = √ (S 2 – Q 2 ) или

P =√ (ВА 2 – вар 2 ) или

Активная мощность = √ (Полная мощность 2 – Реактивная мощность 2 ) или

кВт = √ (кВА 2 – квар 2 )

Реактивная мощность (Q)

Также её мощно было бы назвать бесполезной или безваттной мощностью.

Мощность, которая постоянно перетекает туда и обратно между источником и нагрузкой, известна как реактивная (Q).

Реактивной называется мощность, которая потребляется и затем возвращается нагрузкой из-за её реактивных свойств. Единицей измерения активной мощности является ватт, 1 Вт = 1 В х 1 А. Энергия реактивной мощности сначала накапливается, а затем высвобождается в виде магнитного поля или электрического поля в случае, соответственно, индуктивности или конденсатора.

Реактивная мощность определяется, как

и может быть положительной (+Ue) для индуктивной нагрузки и отрицательной (-Ue) для емкостной нагрузки.

Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивный (вар): 1 вар = 1 В х 1 А. Проще говоря, единица реактивной мощности определяет величину магнитного или электрического поля, произведённого 1 В х 1 А.

Формулы для реактивной мощности

Реактивная мощность = √ (Полная мощность 2 – Активная мощность 2 )

квар = √ (кВА 2 – кВт 2 )

Полная мощность (S)

Полная мощность – это произведение напряжения и тока при игнорировании фазового угла между ними. Вся мощность в сети переменного тока (рассеиваемая и поглощаемая/возвращаемая) является полной.

Комбинация реактивной и активной мощностей называется полной мощностью. Произведение действующего значения напряжения на действующее значение тока в цепи переменного тока называется полной мощностью.

Она является произведением значений напряжения и тока без учёта фазового угла. Единицей измерения полной мощности (S) является ВА, 1 ВА = 1 В х 1 А. Если цепь чисто активная, полная мощность равна активной мощности, а в индуктивной или ёмкостной схеме (при наличии реактивного сопротивления) полная мощность больше активной мощности.

Формула для полной мощности

Полная мощность = √ (Активная мощность 2 + Реактивная мощность 2 )

kUA = √(kW 2 + kUAR 2 )

Следует заметить, что:

  • резистор потребляет активную мощность и отдаёт её в форме тепла и света.
  • индуктивность потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме магнитного поля.
  • конденсатор потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме электрического поля.

Все эти величины тригонометрически соотносятся друг с другом, как показано на рисунке:

Мощность в цепях переменного тока

В цепях переменного тока различают три вида мощностей: активную Р, реактивную Q и полную S.

Активная мощность вычисляется по формуле:

(2.20)

 

Активную мощность потребляет резистивный элемент. Единица

измерения активной мощности называется Ватт (Вт), производная единица – килоВатт (кВт), равная 103 Вт.

 

Реактивная мощностьвычисляется по формуле:

(2.21)

Реактивная мощность потребляется идеальным индуктивным и

емкостным элементами. Единица измерения реактивной мощности называется Вольт-Ампер реактивный (Вар), производная единица – килоВАр (кВАр), равная 103 ВАр.

Полная мощность потребляется полным сопротивлением и обозначается буквой S:

S= (2.22)

 

Единица измерения полной мощности называется ВА (Вольт-Ампер), производная единица – килоВольт-Ампер (кВА), равная 103 ВА.

По сути, размерность у всех выше перечисленных единиц измерения одинакова – . Разные название этих единиц нужны, чтобы различать эти виды мощности.

Проявляются различные виды мощности по-разному. Активная мощность необратимо преобразуется в другие виды мощности (например, тепловую, механическую). Реактивная мощность обратимо циркулирует в электрических цепях: энергия электрического поля конденсатора преобразуется в энергию магнитного поля, и наоборот. «Извлечь» реактивную мощность с «пользой для дела» невозможно.


Из формул (2.19) – (2.21) следует, что между активной, реактивной и полной мощностью имеет место соотношение:

(2.23)

Соотношение между P, Q и S можно интерпретировать как соотношение сторон прямоугольного треугольника (вспомните треугольник сопротивлений, треугольник напряжений – все эти треугольники подобны).

 
 

 

Рис. 2.10

 

Из рис. 2.10 видно, что cosφ = (2.24)

Отсюда вытекает определение одной из основных характеристик цепей переменного тока – коэффициента мощности.Специального обозначения он не получил.

Коэффициент мощности показывает, какую долю полной мощности составляет активная мощность.

Желательно, чтобы коэффициент мощности цепи был как можно больше, т.е. приближался к 1. Реально предприятия электрических сетей устанавливают такое ограничение для промышленных предприятий : соs φ = (0,92…..0,95). Достигать значений соs φ >0,95 рискованно, так как разность фаз φ при этом может скачком перейти от положительных значений к отрицательным, что вредно для электрооборудования. Если соsφ < 0,92, предприятия подвергаются штрафу.

Если коэффициент мощности оказывается мал, его необходимо повышать. График функции соs φ имеет вид монотонно убывающей функции в интервале от 00 до 900. Следовательно, увеличить соsφ – значит уменьшить разность фаз , то есть уменьшить (ХLС).

Если влиять на (ХLС), меняя С и L, то это приведет к увеличению тока в последовательной цепи и изменению режима работы оборудования, поэтому такой способ практически не применяется. В следующем разделе рассмотрен другой способ повышения коэффициента мощности.

 

ЛЕКЦИЯ 4.

 

2.6 Цепь переменного тока с параллельным соединением ветвей.

 

Рассмотрим электрическую цепь с двумя параллельными

ветвями (рис. 2.11). Полученные выводы распространим на цепь с любым количеством ветвей. К цепи, содержащей две параллельные ветви, включающие активные, индуктивные и емкостные элементы (R1, L1, C1 и R2, L2, C2 cоответственно), подводится переменное напряжение U частоты f.

 

Прямая задача: Заданы все Обратная задача: Заданы свойства

входящие в цепь элементы. цепи. Найти неизвестные элементы

Найти все токи и разности цепи (эта задача решена в лабора-

фаз. торной работе Ц-5)

Решим прямую задачу, то есть найдем токи I1, I2 и общий ток I .

 
 

 

 

Рис. 2.11.Электрическая цепь с двумя параллельными

ветвями

 

Из второго закона Кирхгофа следует, что напряжения на параллельных участках цепи одинаковы :

U1 = U2 = U (2.25)

На основании закона Ома найдем токи I1 и I2 :

 

; (2.26)

 

Найдем также разности фаз тока и напряжения для каждой ветви:

 

(2.27)

На основании первого закона Кирхгофа применительно к узлу А можно записать:

= + (2.28)

Таким образом, для определения тока I необходимо векторно сложить токи I1 и I2. В качестве опорного вектора удобно выбрать вектор напряжения .

Предположим, что при расчете разностей фаз тока и напряжения в ветвях цепи оказалось, что φ1>0, а φ2 <0. Строим вектор под углом φ1 к вектору , и вектор под углом φ2 к вектору . Графически складываем эти векторы (см. рис.2.12). Величина тока определяется длиной полученного вектора с учетом выбранного масштаба. Разность фаз неразветвленного участка цепи определяется углом между векторами и

 
 

 

 

Рис. 2.12

 

 

Какова взаимосвязь между активной мощностью, реактивной мощностью и полной мощностью?

В повседневной работе электриков, вы сталкиваетесь с такой проблемой? Мы видим, что единица мощности трансформатора — киловольт-ампер (кВар), выходная мощность двигателя — киловатт (кВт), а единица мощности компенсации емкости — не хватает или тысячи. Var (Var), также единица, представляющая электроэнергию, появятся эти три разных названия? Это касается вопросов, о которых мы будем говорить сегодня, реактивной мощности (единица измерения Var или Var), активной мощности (единица измерения: Вт или кВт), полной мощности (единица измерения: Var или KVar) и коэффициента мощности между четырьмя Внутренние отношения также будут включать в себя следующую статью «Концепция и расчет компенсации реактивной мощности».

 

 

1. В электросети существует два типа электроэнергии, подаваемой источником питания на нагрузку: один активная мощность, другой реактивная мощность

 

Реактивная мощность (Q): Многие электрические устройства основаны на принципе электромагнитной индукции, такие как распределительные трансформаторы, двигатели и т. Д. Двигатель должен устанавливать и поддерживать вращающееся магнитное поле для вращения ротора, тем самым приводя в движение механическое движение, магнитное поле ротора двигателя Устанавливается путем получения реактивной мощности от источника питания. Трансформаторы также требуют реактивной мощности для того, чтобы первичная катушка трансформатора генерировала магнитное поле и индуцировала напряжение во вторичной катушке. Следовательно, без реактивной мощности двигатель не будет вращаться, трансформатор не будет изменять напряжение, и контактор переменного тока не будет тянуть.

Активная мощность (P): так называемая активная мощность — это тип электрической энергии, которая может напрямую потребляться путем преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Например, двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию. Без учета эффективности, двигатель мощностью 11 кВт в час Может преобразовывать электрическую энергию 11 кВт в эквивалентную механическую энергию, лампа накаливания мощностью 100 Вт может преобразовывать электрическую энергию мощностью 0,1 кВт в световую энергию за 1 час, тот же нагреватель мощностью 1 кВт может преобразовывать электрическую энергию мощностью 1 кВт в тепловую энергию в час и т. Д., Активная мощность — это энергия Электроэнергия напрямую преобразуется в другие виды энергии.

Кажущаяся мощность (S): В некотором смысле это сумма активной мощности P и реактивной мощности Q, для источников питания полная мощность представляет собой смесь активной и реактивной мощности, например, мощности, обеспечиваемой трансформатором. Включая активную и реактивную мощность, поэтому единица мощности трансформатора — это полная мощность, единица измерения — киловольт-ампера (кВар).

 

2. Соотношение между активной мощностью, реактивной мощностью и полной мощностью

Чтобы объяснить взаимосвязь между ними, мы должны сначала понять, что такое коэффициент мощности.

В цепях переменного тока косинус разности фаз (Φ) между напряжением и током называется коэффициентом мощности, который представлен символом cosΦ. В стоимостном выражении коэффициент мощности представляет собой отношение активной мощности к полной мощности, то есть cosΦ = P / S.

Тогда из человека видно, что эти три эквивалентны трем таблицам прямоугольного треугольника, размер соответствует теореме Пифагора.

 

Добро пожаловать внимание: вареные электрические, принесу вам часть знаний

Что такое кВА, кВт, кВАр, Cos(ф)? В чем разница между кВт и кВа.

Нужно узнать мощность электротехники, которая будут работать от генератора. Чтобы это сделать нужно вычислить и сложить мощности техники потребляемой энергии , которые будут работать одновременно. Учтите, что мощности нужно складывать в вольт-амперах (ВА или КВА).

Простая раскладка:

Различия между кВа и квт

В характеристиках часто указываются обе единицы измерения мощности (кВт и кВа), но не каждый знает, что они обозначают:

  • кВа – полная мощность оборудования;
  • кВт – активная мощность оборудования;

По сути, это одно и то же и говоря языком потребителя: кВт – нетто (полезная мощность), а кВа брутто (полная мощность).

кВа — 20% = кВт

1 кВа = 0,8 х кВт

Для того чтобы перевести кВа в кВт , требуется от кВа отнять 20% и получиться кВт с малой погрешностью, которую можно не учитывать.

К примеру, что бы мощность 400кВа перевести в кВт, необходимо 400кВа*0,8=320кВт или 400кВа-20%=320кВт.

Подробная раскладка:

кВА — это единица измерения полной электромощности. Полная электромощность – это сумма активной и реактивной мощности. Активная мощность – это скорость превращения электроэнергии в другие виды энергии (тепловую или световую). Реактивная мощность – скорость передачи электрической энергии от источника к потребителю и обратно. Полная мощность равна S2=A2+R2, эта мощность и представлена в качестве характеристики генераторов.

кВт – это единица измерения активной мощности . Определяется как мощность , выделяемая, в нагрузке при приложенном к ней напряжении 1 V и силе тока в 1 А. Мерой реактивности является, cos (0,8-1). Каждый бензиновый или дизельный генератор имеет индивидуальный cos, который обязательно нужно учитывать. Пример, если он равен 0,8, то для работы дрели от генератора необходимо 833 Вт: 0,8 = 1041 В*А. К сведению: если по паспорту генератор выдает 1000 ВА, то реальных Вт будет только 800.

Самый верный способ определения мощности какой-либо технике — это посмотреть в инструкции или непосредственно на самом генераторе должна быть наклейка. Также мощность можно узнать у производителя или продавца.

К сведению:

Пусковой ток — это ток, требуемый для старта электрического двигателя. Двигатель без системы понижения пусковых токов может брать на себя в 4-7 раз больше номинального значения. Сравнение, пусковые токи в простой ситуации. Предположим, что вы передвигаетесь на велосипеде и вам нужно разогнаться до нужной скорости. Вы начинаете движение, и на первом этапе прикладываете гораздо больше сил, чем тогда, когда вы едите в нормальном режиме, при средней скорость. Точно так же и электрическому двигателю для раскрутки ротора нужно приложить больше энергии, чем для нормальной работы с постоянным количеством оборотов.

В данной статье мы рассмотрим что же такое кВА, кВт, кВАр? Что каждая величина обозначает и в чем физический смысл данных величин.
Что такое кВА? кВА — самое загадочное слово для потребителя электроэнергии, равно как и самое важное. Если быть точным, то следует отбросить приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) ВА, (VA), Вольт-Амперы. Данная величина характеризует Полную электрическую мощность , имеющую принятое буквенное обозначение по системе — S. Полная электрическая мощность — это геометрическая сумма активной и реактивной мощности , находимая из соотношения: S 2 =P 2 +Q 2 , либо из следующих соотношений: S=P/ или S=Q/sin(φ) . Физический смысл Полной мощности заключается в описании всего расхода электрической энергии на выполнение какого-либо действия электрическим аппаратом.

Соотношение мощностей можно представить в виде Треугольника мощностей. На треугольнике буквами S(ВА), P(Вт), Q(ВАр) обозначены Полная, Активная, Реактивная мощности соответственно. φ — угол сдвига фаз между напряжением U(В) и током I(А), именно он по-сути и отвечает за увеличение Полной мощности у электроустановки. Максимум производительности электроустановки будет при стремящимся к 1.

Что такое кВт? кВт — не менее загадочное слова чем, кВА. Опять же отбросим приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) Вт, (W), Ватт. Данная величина характеризует Активную потребляемую электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе — P. Активная потребляемая электрическая мощность — это геометрическая разность полной и реактивной мощности , находимая из соотношения: P 2 =S 2 -Q 2 P=S* .
Активную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на совершение полезного действия электрическим аппаратом. Т.е. на выполнение «полезной» работы.
Остается менее всего используемое обозначение — кВАр. Опять же отбросим приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) ВАр, (VAR), Вольт-ампер реактивный. Данная величина характеризует Реактивную электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе — Q. Реактивная электрическая мощность — это геометрическая разность полной и активной мощности , находимая из соотношения: Q 2 =S 2 -P 2 , либо из следующего соотношения: Q =S* sin(φ) .
Реактивная мощность может иметь или характер.
Характерный пример Реактирования электроустановки: воздушная линия относительно «земли» характеризуется емкостной составляющей, её можно рассматривать как плоский конденсатор с воздушным промежутком между «пластинами»; в то время как ротор двигателя имеет ярко выраженный индуктивный характер, представляясь нам намотанной катушкой индуктивности.
Реактивную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на переходные процессы имеющие в себе .0,5))=15/(0,38*1,73205)=22,81А.
Дана электроустановка с показателями: полная мощность (S) — 10кВА, Cos(φ)=0,91. Таким образом активная составляющая мощности (P) будет составлять — S*Cos(φ)=10*0,91=9,1кВт.
Дана электроустановка — ТП 2х630кВА с показателями: полная мощность (S) — 2х630кВА, требуется выделить активную мощность. Для многоквартирного жилья с электрическими плитами применим Cos(φ)=0,92. Таким образом активная составляющая мощности (P) будет составлять — S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2кВт.

Основной единицей измерения мощности применительно к электрооборудованию является кВт (киловатт). Но существует и другая единица мощности, о которой знают далеко не все — кВАр .

кВАр (киловар) – единица измерения реактивной мощности (вольт-ампер реактивный – вар, киловольт-ампер реактивный – кВАр ). В соответствии с требованиями Международного стандарта единиц систем измерения СИ, единица измерения реактивной мощности записывается «вар» (и, соответственно, «квар»). Однако широкораспространенным является обозначение «кВАр». Такое обозначение обусловленно тем, что единицей измерения полной мощности по СИ является ВА. В зарубежной литературе общепринятым обозначением единицы измерения реактивной мощности является «kvar «. Единица измерения реактивной мощности приравнивается к внесистемным единицам, допустимым к применению наравне с единицами СИ.

Приемники энергии переменного тока потребляют как активную, так и реактивную мощность. Соотношение мощностей цепи переменного тока можно представить в виде треугольника мощностей.

На треугольнике мощностей буквами P, Q и S обозначены активная, реактивная и полная мощности соответственно, φ – сдвиг фаз между током (I) и напряжением (U).

Значение реактивной мощности Q (кВАр) используется для определения полной мощности установки S (кВА), что на практике требуется, например, при расчете полной мощности трансформатора, питающего оборудование. Если более подробно рассмотреть треугольник мощностей, то очевидно, что компенсировав реактивную мощность, мы снизим и потребление полной мощности.

Потреблять реактивную мощность из снабжающей сети предприятиям крайне не выгодно, так как это требует увеличения сечений подводящих кабелей, повышения мощности генераторов и трансформаторов. Есть способы позволяющие получать (генерировать) её непосредственно у потребителя. Самым распространенным и эффективным способом является использование конденсаторных установок . Поскольку основной функцией, выполняемой конденсаторными установками является компенсация реактивной мощности, то и общепринятой единицей их мощности является кВАр, а не кВт как для всего остального электротехнического оборудования.

В зависимости от характера нагрузки на предприятиях могут применяться как не регулируемые конденсаторные установки, так и установки с автоматическим регулированием. В сетях с резко переменной нагрузкой используются установки с тиристорным управлением, которые позволяют подключать и отключать конденсаторы практически мгновенно.

Рабочим элементом любой конденсаторной установки является фазовый (косинусный) конденсатор. Основной характеристикой таких конденсаторов является мощность (кВАр), а не емкость(мкФ), как для остальных типов конденсаторов. Однако в основу функционирования как косинусных, так и обычных конденсаторов, заложены одни и те же физические принципы. Поэтому мощность косинусных конденсаторов, выраженную в кВАр, можно пересчитать в емкость, и наоборот, по таблицам соответствия или формулам пересчета . Мощность в кВАр прямо пропорциональна емкости конденсатора (мкФ), частоте (Гц) и квадрату напряжения (В) питающей сети. Стандартный ряд номиналов мощности конденсаторов для класса 0,4 кВ составляет от 1,5 до 50 кВАр, а для класса 6-10 кВ от 50 до 600 кВАр.

Важным показателем эффективности энергопотребления является экономический эквивалент реактивной мощности к э (кВт/кВАр). Он определяется как снижение потерь активной мощности к уменьшению потребления реактивной мощности.

Значения экономического эквивалента реактивной мощности
Характеристика трансформаторов и системы электроснабжения При максимальной нагрузке системы (кВт/кВАр) При минимальной нагрузке системы (кВт/кВАр)
Трансформаторы, питающиеся непосредственно от шин станций на генераторном напряжении 0,02 0,02
Сетевые трансформаторы, питающиеся от электростанции на генераторном напряжении (например, трансформаторы промышленных предприятий, питающиеся от заводских или городских электростанций) 0,07 0,04
Понижающие трансформаторы 110-35 кВ, питающиеся от районных сетей 0,1 0,06
Понижающие трансформаторы 6-10 кВ, питающиеся от районных сетей 0,15 0,1
Понижающие трансформаторы, питающиеся от районных сетей, реактивная нагрузка которых покрывается синхронными компенсаторами 0,05 0,03

Существуют и более «крупные» единицы измерения реактивной мощности, например мегавар (Мвар) . 1 Мвар равен 1000 кВАр. В мегаварах как правило измеряется мощность специальных высоковольтных систем компенсации реактивной мощности – батарей статических конденсаторов (БСК).

В чём разница между кВА и кВт или в чем отличие кВА от кВт?

Значения кВА и кВт — единицы измерения мощности, первая — полной, вторая — активной. При активной нагрузке (ТЭН, лампа накаливания и тд.) эти мощности одинаковы (в идеале) и разницы нет. При иной нагрузке (эл.двигатели, компьютеры, вентильные преобразователи, индукционные электропечи, сварочные агрегаты и другие нагрузки) появляется реактивная составляющая и полная мощность становится больше активной, потому как она равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощности.

Вольт-ампер (ВА) и Киловольт-ампер (кВА) — это единица полной мощности переменного тока, обозначается ВА (кВА) или VA (kVA). Полная мощность переменного тока определяется как произведение действующих значений тока в цепи (в амперах) и напряжения на её зажимах (в вольтах).

Ватт (Вт) или Киловатт (кВт) — это единица мощности. Названа в честь Дж. Уатта, обозначается Вт или W. Ватт -это мощность, при которой за 1 сек совершается работа, равная 1 джоулю. Ватт как единица электрической (активной) мощности равна мощности не изменяющегося электрического тока силой 1 А при напряжении 1 Вольт.

Косинус фи (cos φ) — это коэффициент мощности, который представляет собой отношение активной мощности к полной мощности, совокупный показатель, говорящий о присутствии в электросети линейных и нелинейных искажений, появляющиеся при подключении нагрузки. Максимально возможное значение косинуса «физ> — единица.
Расшифровка коэффициента мощности (cos φ) :

  • 1 оптимальное значение
  • 0.95 хороший показатель
  • 0.90 удовлетворительный показатель
  • 0.80 средний показатель (характерно для современных электродвигателей)
  • 0.70 низкий показатель
  • 0.60 плохой показатель

Онлайн калькулятор перевода кВА в кВт:

Введите в нужное поле число и нажмите «Перевод», нажав на «Очистить», Вы очистите оба поля ввода значения мощности.При вводе дробных чисел в поле кВа и кВт в качестве разделителя используйте точку вместо запятой.

Если попроще, то кВт — полезная мощность, а кВА — полная мощность.

кВА-20%=кВт или 1кВА=0,8кВт. Для того, чтобы перевести кВА в кВт, требуется от кВА отнять 20% и получится кВт с малой погрешностью, которую можно не учитывать.
Пример : на ИБП CyberPower указана мощность 1000ВА, а нужно узнать, какую мощность он потянет в кВт.

Для этого 1000ВА * 0,8(средний показатель)=800 Вт (0,8 кВт) или 1000 ВА — 20%=800 Вт (0,8 кВт). Таким образом, для перевода кВА в кВт, применима формула:

P=S * Сosf, где
P-активная мощность (кВт), S-полная мощность (кВА), Сos f- коэффициент мощности.
Как перевести кВт в кВа
Теперь разберем как получить полную мощность (S) указанную в кВА. Предположим, что на электрогенераторе указана мощность 4 кВт, а вам требуется перевести данные показаний в кВА, следует 4 кВт / 0,8=5 кВА. Таким образом для перевода кВт в кВА, применима формула:

S=P/ Сos f, где
S-полная мощность (кВА), P-активная мощность (кВт), Сos f- коэффициент мощности.

ВСЁ ПРОСТО!

Рекомендуем также

Мощность и ее единицы измерения. Определение единицы измерения мощности тока

С понятием мощность (М) связана продуктивность работы того или иного механизма, машины или двигателя. М можно определить как объём работы, выполненный в единицу времени. То есть М равна отношению работы к затраченному времени на её выполнение. В общепринятой международной системе единиц (СИ) единой единицей измерения М является ватт. Наряду с этим до сих пор альтернативным показателем М остаётся по-прежнему лошадиная сила (л.с.). Во многих странах мира принято измерять М двигателей внутреннего сгорания в л.с., а М электродвигателей – в ваттах.

Разновидности ЕИМ

По мере развития научно-технического прогресса появлялось большое количество разнообразных единиц измерения мощности (ЕИМ). Среди них на сегодня востребованы такие, как Вт, кгсм/с, эрг/с и л.с. Чтобы не вносить путаницу при переходе из одной системы измерения в другую, была составлена следующая таблица ЕИМ, в чём измеряется реальная мощность.9 1

Измерение М в механике

Все тела в реальном мире приводятся в движение приложенной к ним силой. Воздействие на тело одного или нескольких векторов называют механической работой (Р). Например, сила тяги автомобиля приводит его в движение. Этим самым совершается механическая Р.

С научной точки зрения Р является физическая величина «А», определяемая произведением величины силы «F», расстояния перемещения тела «S» и косинуса угла между векторами этих двух величин.

Формула работы выглядит так:

A = F х S х cos (F, S).

М «N» в данном случае будет определяться отношением величины работы к периоду времени «t», в течение которого силы воздействовали на тело. Следовательно, формула, определяющая М, будет такой:

Механическая М двигателя

Физическая величина М в механике характеризует возможности различных двигателей. В автомобилях М двигателя определяется объёмом камер сгорания жидкого топлива. М мотора – это работа (количество вырабатываемой энергии) в единицу времени. Двигатель во время своего функционирования преобразует один вид энергии в другой потенциал. В данном случае мотор переводит тепловую энергию от сгорания топлива в кинетическую энергию крутящего движения.

Важно знать! Основным показателем М двигателя является максимальный крутящий момент.

Именно крутящий момент создаёт силу тяги мотора. Чем выше этот показатель, тем больше М агрегата.

В нашей стране М силовых агрегатов рассчитывают в лошадиных силах. Во всём мире происходит тенденция расчёта М в Вт. Сейчас уже силовую характеристику указывают в документации сразу в двух измерениях в л.с. и киловаттах. В какой единице измерять М, определяет сам производитель силовых электрических и механических установок.

М электричества

Электрическая М характеризуется скоростью преобразования электрической энергии в механическую, тепловую или световую энергию. Согласно Международной системе СИ, ватт – эта ЕИМ, в чём измеряется полная мощность электричества.

Все мы ежедневно сталкиваемся с электроприборами, кажется, без них наша жизнь останавливается. И у каждого из них в технической инструкции указана мощность. Сегодня мы разберемся что же это такое, узнаем виды и способы расчета.

Электроприборы, подключаемые к электросети работают в цепи переменного тока, поэтому мы будем рассматривать мощность именно в этих условиях. Однако, сначала, дадим общее определение понятию.

Мощность — физическая величина, отражающая скорость преобразования или передачи электрической энергии.

В более узком смысле, говорят, что электрическая мощность – это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Если перефразировать данное определение менее научно, то получается, что мощность – это некое количество энергии, которое расходуется потребителем за определенный промежуток времени. Самый простой пример – это обычная лампа накаливания. Скорость, с которой лампочка превращает потребляемую электроэнергию в тепло и свет, и будет ее мощностью. Соответственно, чем выше изначально этот показатель у лампочки, тем больше она будет потреблять энергии, и тем больше отдаст света.

Поскольку в данном случае происходит не только процесс преобразования электроэнергии в некоторую другую (световую, тепловую и т.д. ), но и процесс колебания электрического и магнитного поля, появляется сдвиг фазы между силой тока и напряжением, и это следует учитывать при дальнейших расчетах.

При расчете мощности в цепи переменного тока принято выделять активную, реактивную и полную составляющие.

Понятие активной мощности

Активная “полезная” мощность — это та часть мощности, которая характеризует непосредственно процесс преобразования электрической энергии в некую другую энергию. Обозначается латинской буквой P и измеряется в (Вт ).

Рассчитывается по формуле: P = U⋅I⋅cosφ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, cos φ – косинус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! Описанная ранее формула подходит для расчета цепей с , однако, мощные агрегаты обычно используют сеть с напряжением 380В. В таком случае выражение следует умножить на корень из трех или 1.73

Понятие реактивной мощности

Реактивная “вредная” мощность — это мощность, которая образуется в процессе работы электроприборов с индуктивной или емкостной нагрузкой, и отражает происходящие электромагнитные колебания. Проще говоря, это энергия, которая переходит от источника питания к потребителю, а потом возвращается обратно в сеть.

Использовать в дело данную составляющую естественно нельзя, мало того, она во многом вредит сети питания, потому обычно его пытаются компенсировать.

Обозначается эта величина латинской буквой Q.

ЗАПОМНИТЕ! Реактивная мощность измеряется не в привычных ваттах (Вт ), а в вольт-амперах реактивных (Вар ).

Рассчитывается по формуле:

Q = U⋅I⋅sinφ ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, sinφ – синус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! При расчете данная величина может быть как положительной, так и отрицательной – в зависимости от движения фазы.

Емкостные и индуктивные нагрузки

Главным отличием реактивной (емкостной и индуктивной ) нагрузки – наличие, собственно, емкости и индуктивности, которые имеют свойство запасать энергию и позже отдавать ее в сеть.

Индуктивная нагрузка преобразует энергию электрического тока сначала в магнитное поле (в течение половины полупериода ), а далее преобразует энергию магнитного поля в электрический ток и передает в сеть. Примером могут служить асинхронные двигатели, выпрямители, трансформаторы, электромагниты.

ВАЖНО! При работе индуктивной нагрузки кривая тока всегда отстает от кривой напряжения на половину полупериода.

Емкостная нагрузка преобразует энергию электрического тока в электрическое поле, а затем преобразует энергию полученного поля обратно в электрический ток. Оба процесса опять же протекают в течение половины полупериода каждый. Примерами являются конденсаторы, батареи, синхронные двигатели.

ВАЖНО! Во время работы емкостной нагрузки кривая тока опережает кривую напряжения на половину полупериода.

Коэффициент мощности cosφ

Коэффициент мощности cosφ (читается косинус фи )– это скалярная физическая величина, отражающая эффективность потребления электрической энергии. Проще говоря, коэффициент cosφ показывает наличие реактивной части и величину получаемой активной части относительно всей мощности.

Коэффициент cosφ находится через отношение активной электрической мощности к полной электрической мощности.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При более точном расчете следует учитывать нелинейные искажения синусоиды, однако, в обычных расчетах ими пренебрегают.

Значение данного коэффициента может изменяться от 0 до 1 (если расчет ведется в процентах, то от 0% до 100% ). Из расчетной формулы не сложно понять, что, чем больше его значение, тем больше активная составляющая, а значит лучше показатели прибора.

Понятие полной мощности. Треугольник мощностей

Полная мощность – это геометрически вычисляемая величина, равная корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей соответственно. Обозначается латинской буквой S.

S = U⋅I

ВАЖНО! Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА ).

Треугольник мощностей – это удобное представление всех ранее описанных вычислений и соотношений между активной, реактивной и полной мощностей.

Катеты отражают реактивную и активную составляющие, гипотенуза – полную мощность. Согласно законам геометрии, косинус угла φ равен отношению активной и полной составляющих, то есть он является коэффициентом мощности.


Как найти активную, реактивную и полную мощности. Пример расчета

Все расчеты строятся на указанных ранее формулах и треугольнике мощностей. Давайте рассмотрим задачу, наиболее часто встречающуюся на практике.

Обычно на электроприборах указана активная мощность и значение коэффициента cosφ. Имея эти данные несложно рассчитать реактивную и полную составляющие.

Для этого разделим активную мощность на коэффициент cosφ и получим произведение тока и напряжения. Это и будет полной мощностью.

Как измеряют cosφ на практике

Значение коэффициента cosφ обычно указано на бирках электроприборов, однако, если необходимо измерить его на практике пользуются специализированным прибором – фазометром . Также с этой задачей легко справится цифровой ваттметр.

Если полученный коэффициент cosφ достаточно низок, то его можно компенсировать практически. Осуществляется это в основном путем включения в цепь дополнительных приборов.

  1. Если необходимо скорректировать реактивную составляющую, то следует включить в цепь реактивный элемент, действующий противоположно уже функционирующему прибору. Для компенсации работы асинхронного двигателя, для примера индуктивной нагрузки, в параллель включается конденсатор. Для компенсации синхронного двигателя подключается электромагнит.
  2. Если необходимо скорректировать проблемы нелинейности в схему вводят пассивный корректор коэффициента cosφ, к примеру, это может быть дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой.

Мощность – это один из важнейших показателей электроприборов, поэтому знать какой она бывает и как рассчитывается, полезно не только школьникам и людям, специализирующимся в области техники, но и каждому из нас.

Из письма клиента:
Подскажите, ради Бога, почему мощность ИБП указывается в Вольт-Амперах, а не в привычных для всех киловаттах. Это сильно напрягает. Ведь все уже давно привыкли к киловаттам. Да и мощность всех приборов в основном указана в кВт.
Алексей. 21 июнь 2007

В технических характеристиках любого ИБП указаны полная мощность [кВА] и активная мощность [кВт] – они характеризуют нагрузочную способность ИБП. Пример, см. фотографии ниже:

Мощность не всех приборов указана в Вт, например:

  • Мощность трансформаторов указывается в ВА:
    http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (трансформаторы ТП: см приложение)
    http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (трансформаторы ТСГЛ: см приложение)
  • Мощность конденсаторов указывается в Варах:
    http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (конденсаторы K78-39: см приложение)
    http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (конденсаторы УК: см приложение)
  • Примеры других нагрузок — см. приложения ниже.

Мощностные характеристики нагрузки можно точно задать одним единственным параметром (активная мощность в Вт) только для случая постоянного тока, так как в цепи постоянного тока существует единственный тип сопротивления – активное сопротивление.

Мощностные характеристики нагрузки для случая переменного тока невозможно точно задать одним единственным параметром, так как в цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому только два параметра: активная мощность и реактивная мощность точно характеризуют нагрузку.

Принцип действия активного и реактивного сопротивлений совершенно различный. Активное сопротивление – необратимо преобразует электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, световую и т.д.) – примеры: лампа накаливания, электронагреватель (параграф 39, Физика 11 класс В.А. Касьянов М.: Дрофа, 2007).

Реактивное сопротивление – попеременно накапливает энергию затем выдаёт её обратно в сеть – примеры: конденсатор, катушка индуктивности (параграф 40,41, Физика 11 класс В.А. Касьянов М.: Дрофа, 2007).

Дальше в любом учебнике по электротехнике Вы можете прочитать, что активная мощность (рассеиваемая на активном сопротивлении) измеряется в ваттах, а реактивная мощность (циркулирующая через реактивное сопротивление) измеряется в варах; так же для характеристики мощности нагрузки используют ещё два параметра: полную мощность и коэффициент мощности. Все эти 4 параметра:

  1. Активная мощность: обозначение P , единица измерения: Ватт
  2. Реактивная мощность: обозначение Q , единица измерения: ВАр (Вольт Ампер реактивный)
  3. Полная мощность: обозначение S , единица измерения: ВА (Вольт Ампер)
  4. Коэффициент мощности: обозначение k или cosФ , единица измерения: безразмерная величина

Эти параметры связаны соотношениями: S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S

Также cosФ называется коэффициентом мощности (Power Factor PF )

Поэтому в электротехнике для характеристики мощности задаются любые два из этих параметров так как остальные могут быть найдены из этих двух.

Например, электромоторы, лампы (разрядные) — в тех. данных указаны P[кВт] и cosФ:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (двигатели АИР: см. приложение)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (лампы ДРЛ: см. приложение)
(примеры технических данных разных нагрузок см. приложение ниже)

То же самое и с источниками питания. Их мощность (нагрузочная способность) характеризуется одним параметром для источников питания постоянного тока – активная мощность (Вт), и двумя параметрами для ист. питания переменного тока. Обычно этими двумя параметрами являются полная мощность (ВА) и активная (Вт). См. например параметры ДГУ и ИБП.

Большинство офисной и бытовой техники, активные (реактивное сопротивление отсутствует или мало), поэтому их мощность указывается в Ваттах. В этом случае при расчёте нагрузки используется значение мощности ИБП в Ваттах. Если нагрузкой являются компьютеры с блоками питания (БП) без коррекции входного коэффициента мощности (APFC), лазерный принтер, холодильник, кондиционер, электромотор (например погружной насос или мотор в составе станка), люминисцентные балластные лампы и др. – при расчёте используются все вых. данные ибп: кВА, кВт, перегрузочные характеристики и др.

См. учебники по электротехнике, например:

1. Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники. — М.: Издательский центр «Академия», 2004.

2. Немцов М. В. Электротехника и электроника. — М.: Издательский центр «Академия», 2007.

3. Частоедов Л. А. Электротехника. — М.: Высшая школа, 1989.

Так же см. AC power, Power factor, Electrical resistance, Reactance http://en.wikipedia.org
(перевод: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Приложение

Пример 1: мощность трансформаторов и автотрансформаторов указывается в ВА (Вольт·Амперах)

http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (трансформаторы ТСГЛ)


АОСН-2-220-82
Латр 1.25 АОСН-4-220-82
Латр 2.5 АОСН-8-220-82





АОСН-20-220



АОМН-40-220




http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (ЛАТР / лабораторные автотрансформаторы TDGC2)

Пример 2: мощность конденсаторов указывается в Варах (Вольт·Амперах реактивных)

http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (конденсаторы K78-39)


http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (конденсаторы УК)

Пример 3: технические данные электромоторов содержат активную мощность (кВт) и cosФ

Для таких нагрузок как электромоторы, лампы (разрядные), компьютерные блоки питания, комбинированные нагрузки и др. — в технических данных указаны P [кВт] и cosФ (активная мощность и коэффициент мощности) или S [кВА] и cosФ (полная мощность и коэффициент мощности) .

http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(комбинированная нагрузка – станок плазменной резки стали / Inverter Plasma cutter LGK160 (IGBT)

http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (блок питания ПК)

Дополнение 1

Если нагрузка имеет высокий коэффициент мощности (0.8 … 1.0), то её свойства приближаются к активной нагрузке. Такая нагрузка является идеальной как для сетевой линии, так и для источников электроэнергии, т.к. не порождает реактивных токов и мощностей в системе.

Поэтому во многих странах приняты стандарты нормирующие коэффициент мощности оборудования.

Дополнение 2

Оборудование однонагрузочное (например, БП ПК) и многосоставное комбинированное (например, фрезерный промышленный станок, имеющий в составе несколько моторов, ПК, освещение и др.) имеют низкие коэффициенты мощности (менее 0.8) внутренних агрегатов (например, выпрямитель БП ПК или электромотор имеют коэффициент мощности 0.6 .. 0.8). Поэтому в настоящее время большинство оборудования имеет входной блок корректора коэффициента мощности. В этом случае входной коэффициент мощности равен 0.9 … 1.0, что соответствует нормативным стандартам.

Дополнение 3. Важное замечание относительно коэффициента мощности ИБП и стабилизаторов напряжения

Нагрузочная способность ИБП и ДГУ нормирована на стандартную промышленную нагрузку (коэффициент мощности 0.8 с индуктивным характером). Например, ИБП 100 кВА / 80 кВт. Это означает, что устройство может питать активную нагрузку максимальной мощности 80 кВт, или смешанную (активно-реактивную) нагрузку максимальной мощности 100 кВА с индуктивным коэффициентом мощности 0.8.

В стабилизаторах напряжения дело обстоит иначе. Для стабилизатора коэффициент мощности нагрузки безразличен. Например, стабилизатор напряжения 100 кВА. Это означает, что устройство может питать активную нагрузку максимальной мощности 100 кВт, или любую другую (чисто активную, чисто реактивную, смешанную) мощностью 100 кВА или 100 кВАр с любым коэффициентом мощности емкостного или индуктивного характера. Обратите внимание, что это справедливо для линейной нагрузки (без высших гармоник тока). При больших гармонических искажениях тока нагрузки (высокий КНИ) выходная мощность стабилизатора снижается.

Дополнение 4

Наглядные примеры чистой активной и чистой реактивных нагрузок:

  • К сети переменного тока 220 VAC подключена лампа накаливания 100 Вт – везде в цепи есть ток проводимости (через проводники проводов и вольфрамовый волосок лампы). Характеристики нагрузки (лампы): мощность S=P~=100 ВА=100 Вт, PF=1 => вся электрическая мощность активная, а значит она целиком поглащается в лампе и превращается в мощность тепла и света.
  • К сети переменного тока 220 VAC подключен неполярный конденсатор 7 мкФ – в цепи проводов есть ток проводимости, внутри конденсатора идёт ток смещения (через диэлектрик). Характеристики нагрузки (конденсатора): мощность S=Q~=100 ВА=100 ВАр, PF=0 => вся электрическая мощность реактивная, а значит она постоянно циркулирует от источника к нагрузке и обратно, опять к нагрузке и т.д.
Дополнение 5

Для обозначения преобладающего реактивного сопротивления (индуктивного либо ёмкостного) коэффициенту мощности приписывается знак:

+ (плюс) – если суммарное реактивное сопротивление является индуктивным (пример: PF=+0.5). Фаза тока отстаёт от фазы напряжения на угол Ф.

— (минус) – если суммарное реактивное сопротивление является ёмкостным (пример: PF=-0,5). Фаза тока опережает фазу напряжения на угол Ф.

Дополнение 6

Дополнительные вопросы

Вопрос 1:
Почему во всех учебниках электротехники при расчете цепей переменного тока используют мнимые числа / величины (например, реактивная мощность, реактивное сопротивление и др.), которые не существуют в реальности?

Ответ:
Да, все отдельные величины в окружающем мире – действительные. В том числе температура, реактивное сопротивление, и т.д. Использование мнимых (комплексных) чисел – это только математический приём, облегчающий вычисления. В результате вычисления получается обязательно действительное число. Пример: реактивная мощность нагрузки (конденсатора) 20кВАр – это реальный поток энергии, то есть реальные Ватты, циркулирующие в цепи источник–нагрузка. Но что бы отличить эти Ватты от Ваттов, безвозвратно поглащаемых нагрузкой, эти «циркулирующие Ватты» решили называть Вольт·Амперами реактивными .

Замечание:
Раньше в физике использовались только одиночные величины и при расчете все математические величины соответствовали реальным величинам окружающего мира. Например, расстояние равно скорость умножить на время (S=v*t). Затем с развитием физики, то есть по мере изучения более сложных объектов (свет, волны, переменный электрический ток, атом, космос и др.) появилось такое большое количество физических величин, что рассчитывать каждую в отдельности стало невозможно. Это проблема не только ручного вычисления, но и проблема составления программ для ЭВМ. Для решения данное задачи близкие одиночные величины стали объединять в более сложные (включающие 2 и более одиночных величин), подчиняющиеся известным в математике законам преобразования. Так появились скалярные (одиночные) величины (температура и др.), векторные и комплексные сдвоенные (импеданс и др.), векторные строенные (вектор магнитного поля и др.), и более сложные величины – матрицы и тензоры (тензор диэлектрической проницаемости, тензор Риччи и др.). Для упрощения рассчетов в электротехнике используются следующие мнимые (комплексные) сдвоенные величины:

  1. Полное сопротивление (импеданс) Z=R+iX
  2. Полная мощность S=P+iQ
  3. Диэлектрическая проницаемость e=e»+ie»
  4. Магнитная проницаемость m=m»+im»
  5. и др.

Вопрос 2:

На странице http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power показаны S P Q Ф на комплексной, то есть мнимой / несуществующей плоскости. Какое отношение это все имеет к реальности?

Ответ:
Проводить расчеты с реальными синусоидами сложно, поэтому для упрощения вычислений используют векторное (комплексное) представление как на рис. выше. Но это не значит, что показанные на рисунке S P Q не имеют отношения к реальности. Реальные величины S P Q могут быть представлены в обычном виде, на основе измерений синусоидальных сигналов осциллографом. Величины S P Q Ф I U в цепи переменного тока «источник-нагрузка» зависят от нагрузки. Ниже показан пример реальных синусоидальных сигналов S P Q и Ф для случая нагрузки состоящей из последовательно соединённых активного и реактивного (индуктивного) сопротивлений.

Вопрос 3:
Обычными токовыми клещами и мультиметром измерен ток нагрузки 10 A, и напряжение на нагрузке 225 В. Перемножаем и получаем мощность нагрузки в Вт: 10 A · 225В = 2250 Вт.

Ответ:
Вы получили (рассчитали) полную мощность нагрузки 2250 ВА. Поэтому ваш ответ будет справедлив только, если ваша нагрузка чисто активная, тогда действительно Вольт·Ампер равен Ватту. Для всех других типов нагрузок (например электромотор) – нет. Для измерения всех характеристик любой произвольной нагрузки необходимо использовать анализатор сети, например APPA137:

См. дополнительную литературу, например:

Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники. — М.: Издательский центр «Академия», 2004.

Немцов М. В. Электротехника и электроника. — М.: Издательский центр «Академия», 2007.

Частоедов Л. А. Электротехника. — М.: Высшая школа, 1989.

AC power, Power factor, Electrical resistance, Reactance
http://en.wikipedia.org (перевод: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Теория и расчёт трансформаторов малой мощности Ю.Н.Стародубцев / РадиоСофт Москва 2005 г. / rev d25d5r4feb2013

Если вам нужно единицы измерения мощности привести в одну систему, вам пригодится наш перевод мощности – конвертер онлайн. А ниже вы сможете почитать, в чем измеряется мощность.

Мощность — физическая величина , равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

В чем измеряется мощность?

Единицы измерения мощности, которые известны каждому школьнику и являются принятыми в международном сообществе – ватты. Названы так в честь ученого Дж. Уатта. Обозначаются латинской W или вт.

1 Ватт – единица измерения мощности, при которой за секунду происходит работа, равная 1 джоулю. Ватт равен мощности тока, сила которого 1 ампер, а напряжение – 1 вольт. В технике, как правило, применяются мегаватты и киловатты. 1 киловатт равен 1000 ватт.
Измеряется мощность и в эрг в секунду. 1 эрг в сек. Равен 10 в минус седьмой степени ватт. Соответственно, 1 ватт равен 10 в седьмой степени эрг/сек.

А еще единицей измерения мощности считается внесистемная «лошадиная сила». Она была введена в оборот еще в восемнадцатом веке и продолжает до сих пор применяться в автомобилестроении. Обозначается она так:

  • Л.С. (в русском),
  • HP (в английском).
  • PS (в немецком),
  • CV (во французском).

При переводе мощности помните, что в рунете существует невообразимая путаница при конверте лошадиных сил в ватты. В России, странах СНГ и некоторых других государствах 1 л.с. равняется 735, 5 ватт. В Англии и Америке 1 hp равняется 745, 7 ватт.

Здравствуйте! Для вычисления физической величины, называемой мощностью, пользуются формулой, где физическую величину — работу делят на время, за которое эта работа производилась.

Выглядит она так:

P, W, N=A/t, (Вт=Дж/с).

В зависимости от учебников и разделов физики, мощность в формуле может обозначаться буквами P, W или N.

Чаще всего мощность применяется, в таких разделах физики и науки, как механика, электродинамика и электротехника. В каждом случае, мощность имеет свою формулу для вычисления. Для переменного и постоянного тока она тоже различна. Для измерения мощности используют ваттметры.

Теперь вы знаете, что мощность измеряется в ваттах. По-английски ватт — watt, международное обозначение — W, русское сокращение — Вт. Это важно запомнить, потому что во всех бытовых приборах есть такой параметр.

Мощность — скалярная величина, она не вектор, в отличие от силы, которая может иметь направление. В механике, общий вид формулы мощности можно записать так:

P=F*s/t, где F=А*s,

Из формул видно, как мы вместо А подставляем силу F умноженную на путь s. В итоге мощность в механике, можно записать, как силу умноженную на скорость. К примеру, автомобиль имея определенную мощность, вынужден снижать скорость при движении в гору, так как это требует большей силы.

Средняя мощность человека принята за 70-80 Вт. Мощность автомобилей, самолетов, кораблей, ракет и промышленных установок, часто, измеряют в лошадиных силах . Лошадиные силы применяли еще задолго до внедрения ватт. Одна лошадиная сила равна 745,7Вт. Причем в России принято что л. с. равна 735,5 Вт.

Если вас вдруг случайно спросят через 20 лет в интервью среди прохожих о мощности, а вы запомнили, что мощность — это отношение работы А, совершенной в единицу времени t. Если сможете так сказать, приятно удивите толпу. Ведь в этом определении, главное запомнить, что делитель здесь работа А, а делимое время t. В итоге, имея работу и время, и разделив первое на второе, мы получим долгожданную мощность.

При выборе в магазинах, важно обращать внимание на мощность прибора. Чем мощнее чайник, тем быстрее он погреет воду. Мощность кондиционера определяет, какой величины пространство он сможет охлаждать без экстремальной нагрузки на двигатель. Чем больше мощность электроприбора, тем больше тока он потребляет, тем больше электроэнергии потратит, тем больше будет плата за электричество.

В общем случае электрическая мощность определяется формулой:

где I — сила тока, U-напряжение

Иногда даже ее так и измеряют в вольт-амперах, записывая, как В*А. В вольт-амперах меряют полную мощность, а чтобы вычислить активную мощность нужно полную мощность умножить на коэффициент полезного действия(КПД) прибора, тогда получим активную мощность в ваттах.

Часто такие приборы, как кондиционер, холодильник, утюг работают циклически, включаясь и отключаясь от термостата, и их средняя мощность за общее время работы может быть небольшой.

В цепях переменного тока, помимо понятия мгновенной мощности, совпадающей с общефизической, существуют активная, реактивная и полная мощности. Полная мощность равна сумме активной и реактивной мощностей.

Для измерения мощности используют электронные приборы — Ваттметры. Единица измерения Ватт, получила свое название в честь изобретателя усовершенствованной паровой машины , которая произвела революцию среди энергетических установок того времени. Благодаря этому изобретению развитие индустриального общества ускорилось, появились поезда, пароходы, заводы, использующие силу паровой машины для передвижения и производства изделий.

Все мы много раз сталкивались с понятием мощности. Например, разные автомобили характеризуются разной мощностью двигателя. Также, электроприборы могут иметь различную мощность, даже если они имеют одинаковое предназначение.

Мощность — это физическая величина, характеризующая скорость работы.

Соответственно, механическая мощность — это физическая величина, характеризующая скорость механической работы:

Т. е. мощность — это работа в единицу времени.

Мощность в системе СИ измеряется в ваттах: [N ] = [Вт].

1 Вт — это работа в 1 Дж, совершенная за 1 с.

Существуют и другие единицы измерения мощности, например, такие, как лошадиная сила:

Именно в лошадиных силах чаще всего измеряется мощность двигателя автомобилей.

Давайте вернемся к формуле для мощности: Формула, по которой вычисляется работа, нам известна: Поэтому мы можем преобразовать выражение для мощности:

Тогда в формуле у нас образуется отношение модуля перемещения к промежутку времени. Это, как вы знаете, скорость:

Только обратите внимание, что в получившейся формуле мы используем модуль скорости, поскольку на время мы поделили не само перемещение, а его модуль. Итак, мощность равна произведению модуля силы, модуля скорости и косинуса угла между их направлениями.

Это вполне логично: скажем, мощность поршня можно повысить за счет увеличения силы его действия. Прикладывая бо́льшую силу, он будет совершать больше работы за то же время, то есть увеличит мощность. Но даже если оставить силу постоянной, и заставить поршень двигаться быстрее, он, несомненно, увеличит работу, совершаемую в единицу времени. Следовательно, увеличится мощность.

Примеры решения задач.

Задача 1. Мощность мотоцикла равна 80 л.с. Двигаясь по горизонтальному участку, мотоциклист развивает скорость равную 150 км\ч. При этом, двигатель работает на 75% от своей максимальной мощности . Определите силу трения, действующую на мотоцикл.


Задача 2. Истребитель, под действием постоянной силы тяги, направленной под углом 45° к горизонту, разгоняется от 150 м/с до 570 м/с. При этом, вертикальная и горизонтальная скорость истребителя увеличиваются на одинаковое значение в каждый момент времени. Масса истребителя равна 20 т. Если истребитель разгонялся в течение одной минуты, то какова мощность его двигателя?



В чем физический смысл активной, реактивной и полной мощностей? Назовите единицы измерения?

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Активная мощность потребляется в активных сопротивлениях, и, в конечном итоге, за счет нее выполняется механическая работа или происходит нагревание резисторов. Реактивная мощность-эта та мощность, которая попросту «болтается в проводах». Она не потребляется активно цепью, но системы передачи оказываются ею загруженными.

Пусть приемник электро­энергии присоединен к источнику синусоидального напряжения u(t) = Usin(ωt) и потребляет синусоидальный ток i(t) = I sin (ωt -φ), сдви­нутый по фазе относительно напряжения на угол φ. U и I – действующие значения. Значение мгновенной мощности на зажимах приемника определяется выражением

p(t) = u(t) i(t) = 2UI sin(ωt) sin (ωt -φ) = UI cos φ — UI cos (2ωt -φ) (5.1)

и является суммой двух величин, одна из которых постоянна во времени, а другая пульсирует с двойной частотой.

Среднее значение p(t) за период Т называется активной мощностью и полностью определяется первым слагаемым уравнения (5.1):

Активная мощность ха­рактеризует энергию, расходуемую необратимо источником в единицу времени на производство полезной работы потребителем. Активная энергия, потребляемая электроприёмниками, преобразуется в другие виды энергии: механическую, тепловую, энергию сжатого воздуха и

газа и т. п.

Среднее значение от второго слагаемого мгновенной мощности (1.1) (пульсирует с двойной частотой) за время Т равно нулю, т. е. на ее создание не требуется каких-либо материальных затрат и поэтому она не может совершать полезной ра­боты. Однако ее присутствие указывает, что между источником и приемником происходит обратимый процесс обмена энергией. Это возможно, если имеются элементы, способные накапливать и отдавать электромагнитную энергию – емкость и индуктивность. Эта составляющая характеризует реактивную мощность.

Полную мощность на зажимах приемника в комп­лексной форме можно представить следующим образом:

. (5.2)

Единица измерения полной мощности S = UI – ВА.

Реактивная мощность – величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями (обменом) энергии между источником и приемником. Для синусоидального тока она равна произведению действующих значений тока I и напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q = UI sinφ. Единица измерения – В∙Ар.

Реактивная мощность не связана с полезной работой ЭП и расходуется только на создание переменных электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, аппаратах, линиях и т. д.

Для реактивной мощности приняты такие понятия, как генерация, потребление, передача, потери, баланс. Считается, что если ток отстает по фазе от напряжения (индуктивный характер нагрузки), то реактивная мощ­ность потребляется и имеет положительный знак, а если ток опережает напряжение (емкостный характер нагрузки), то реактивная мощность ге­нерируется и имеет отрицательное значение.

Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели (60–65 % общего потреб­ления), трансформаторы (20–25 %), вентильные преобразователи, реакторы, воздушные электрические сети и прочие приемники (10 %).

Передача реактивной мощности загружает электрические сети и установленное в ней оборудование, уменьшая их пропускную способность. Реактивная мощность генерируется синхронными генераторами электростанций, синхронными компенса­торами, синхронными двигателями (регулирование током возбуждения), батареями конденсаторов (БК) и линиями электропередачи.

Реактивная мощность, вырабатываемая емкостью сетей, имеет следующий порядок величин: воздушная линия 20 кВ генерирует 1 кВ∙Ар на 1 км трехфазной линии; подземный кабель 20 кВ – 20 кВ∙Ар/км; воздушная линия 220 кВ – 150 кВ∙Ар/км; подземный кабель 220 кВ – 3 МВ∙Ар/км.

Коэффициент мощности и коэффициент реактивной мощности.Векторное представление величин, характеризующих состояние сети, приводит к представлению реактивной мощности Q вектором, перпендикулярным вектору активной мощности Р (рис. 5.2 ). Их векторная сумма дает полную мощность S.

Рис. 5.1. Треугольник мощностей

Согласно рис. 5.1 и (5.2) следует, что S2 = Р2 + Q2; tgφ = Q/P; cosφ = P/S.

Основным нормативным показателем, характе­ризующим реактивную мощность, ранее был коэффициент мощности cosφ. На вводах, питающих промышленное предприятие, средневзвешенное значение этого коэффициента должно было находиться в пределах 0,92–0,95. Однако выбор соотношения P/S в качестве нормативного не дает четкого представления о динамике изменения реального значения реактивной мощности. Например, при изменении коэффициента мощности от 0,95 до 0,94 реактивная мощность изменяется на 10 %, а при изменении этого же коэффициента от 0,99 до 0,98 приращение реактивной мощности составляет уже 42 %. При расчетах удобнее оперировать соотношением tgφ = Q/P, которое называют коэффициентом реактивной мощности.


Предприятиям, у которых присоединенная мощность более 150 кВт (за исключением «бытовых» потребителей), определены предельные значения коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети – с 7 до 23 часов (Приказ Министерства промышленности и энергетики РФ от 22.02.2007 г. № 49 «О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии»).

Контрольные вопросы лаб. работы № 2

Законы Кирхгофа.

Для формулировки законов Кирхгофа, в электрической цепи выделяются узлы — точки соединения трёх и более проводников и контуры — замкнутые пути из проводников. При этом каждый проводник может входить в несколько контуров.

В этом случае законы формулируются следующим образом.

Первый закон гласит, что суммарный ток, втекающий в любой узел цепи, равен нулю. Иными словами, сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает. Данный закон следует из закона сохранения заряда. Если цепь содержит p узлов, то она описывается p − 1 уравнениями токов.

Второй закон гласит, что суммарное напряжение по любому замкнутому контуру цепи, равно сумме ЭДС, которые в нём находятся. Если в контуре нет ЭДС, то суммарное напряжение равно нулю. Иными словами, при обходе цепи по контуру, потенциал, изменяясь, возвращается к исходному значению. Если цепь содержит m ветвей, то она описывается m − (p − 1) уравнениями напряжений.

Законы Кирхгофаправила, которые показывают, как соотносятся токи и напряжения в электрических цепях. Эти правила были сформулированы Густавом Кирхгофом в 1845 году. В литературе часто называют законами Кирхгофа, но это не верно, так как они не являются законами природы, а были выведены из третьего уравнения Максвелла при неизменном магнитном поле. Но все же, первое более привычное для них название, поэтому и мы будет их называть, как это принято в литературе – законы Кирхгофа.

Первый закон Кирхгофа – сумма токов сходящихся в узле равна нулю.

Давайте разбираться. Узел это точка, соединяющая ветви. Ветвью называется участок цепи между узлами. На рисунке видно, что ток i входит в узел, а из узла выходят токи i1 и i2. Составляем выражение по первому закона Кирхгофа, учитывая, что токи, входящие в узел имеют знак плюс, а токи, исходящие из узла имеют знак минус i-i1-i2=0. Ток i как бы растекается на два тока поменьше и равен сумме токов i1 и i2 i=i1+i2. Но если бы, например, ток i2 входил в узел, тогда бы ток I определялся как i=i1-i2. Важно учитывать знаки при составлении уравнения.

Первый закон Кирхгофа это следствие закона сохранения электричества: заряд, приходящий к узлу за некоторый промежуток времени, равен заряду, уходящему за этот же интервал времени от узла, т.е. электрический заряд в узле не накапливается и не исчезает.

Второй закон Кирхгофаалгебраическая сумма ЭДС, действующая в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения в этом контуре.

Напряжение выражено как произведение тока на сопротивление (по закону Ома).

 

В этом законе тоже существуют свои правила по применению. Для начала нужно задать стрелкой направление обхода контура. Затем просуммировать ЭДС и напряжения соответственно, беря со знаком плюс, если величина совпадает с направлением обхода и минус, если не совпадает. Составим уравнение по второму закону Кирхгофа, для нашей схемы. Смотрим на нашу стрелку, E2 и Е3 совпадают с ней по направлению, значит знак плюс, а Е1 направлено в противоположную сторону, значит знак минус. Теперь смотрим на напряжения, ток I1 совпадает по направлению со стрелкой, а токи I2 и I3 направлены противоположно. Следовательно:

-E1+E2+E3=I1R1-I2R2-I3R3

На основании законов Кирхгофа составлены методы анализа цепей переменного синусоидального тока. Метод контурных токов – метод основанный на применении второго закона Кирхгофа и метод узловых потенциалов основанный на применении первого закона Кирхгофа.


Читайте также:

квар, квар, … или квар? Какой символ следует использовать?

Кто никогда не задавался вопросом, какой символ использовать для обозначения реактивной мощности?

Вы можете найти в брошюрах, технических документах или даже на витрине контрольно-измерительного оборудования все возможные комбинации: например, квар, кВАр или квар.

И вопрос: какой символ следует использовать , чтобы соответствовать существующим стандартам?

Как правило, люди помнят, что символ вольт — « В », что касается г-наВольта, а символ ампер — « А », что касается г-на Ампера.

Тогда логично иметь кажущуюся мощность S, которая является произведением напряжения на силу тока, обозначенную как « ВА » (вольтампер).

Для активной мощности P Электротехническое сообщество решило использовать ту же единицу измерения ( ватт ) и символ, что и механическая мощность, то есть: « Вт », что касается г-на Ватта.

Для реактивной мощности Q было решено ввести букву «р».Даже если единица реактивной мощности соответствует ВА, Международная электротехническая комиссия (МЭК) предложила обозначение « var » (со строчными буквами).

С другой стороны, символ килограмма (10 3 ) — k, а символ мега (10 6 ) — M.

Тогда кратное «вар» равно квар (киловар) и мвар (мегавар).

Также часто возникает некоторая путаница в отношении символа электрической энергии .

Единицей энергии является количество энергии, полученное при рассеивании мощности в один ватт в течение одной секунды. Эта единица называется один джоуль , условное обозначение « дж », что касается г-на Джоуля.

В электротехнике введена очень практичная единица, представляющая рассеяние мощности в один ватт в течение одного часа. Тогда единицей измерения будет Втч (ватт-час), произведение мощности на время.

Кратность: кВтч (киловатт-час) и МВтч (мегаватт-час).

Для реактивной энергии соответствующие символы: вар-ч (вар-час), квар-ч или мвар-ч .

Все подробности можно найти в IEC 60027-1 («Буквенные символы, используемые в электротехнике»). Те же символы также используются в документах IEEE, таких как IEEE 519 («Рекомендуемые методы и требования для контроля гармоник в электроэнергетических системах»).

Что такое реактивная мощность в энергосистеме?

Что такое реактивная мощность?

Реактивная мощность лучше всего может быть описана как неиспользуемый тип электроэнергии, который в основном вырабатывается в энергосистеме переменного тока из-за реактивных компонентов.

Что вызывает реактивную мощность?

Электрические цепи, особенно цепи переменного тока, имеют комбинацию резистивных, индуктивных и емкостных элементов. Из-за различного поведения существует фазовый сдвиг между током и напряжением. Амплитуда тока и напряжения непрерывно изменяются. В результате возникают различные формы власти.

Различные типы рассеиваемой мощности в цепях переменного тока, т. е. активная мощность, реактивная мощность, полная мощность и комплексная мощность.

В случае чисто резистивной нагрузки (например, электрических нагревателей) только в системе переменного тока не будет фазового сдвига между напряжением и током, тогда есть только активная и полная мощность.Реактивная мощность равна 0 ВАР при активной нагрузке

Объяснение реактивной мощности

Поскольку мы знаем, что мощность является произведением напряжения (В) и тока (I). Если любой из элементов либо ток, либо напряжение равны нулю. Мощность будет равна нулю. Цепь переменного тока состоит из таких элементов, как конденсатор или индуктор.

Всегда будет фазовый сдвиг на 90 градусов. Таким образом, это означает, что значение мощности будет равно нулю, когда либо напряжение, либо ток имеют нулевое значение. Это означает, что источник вырабатывает энергию, но нагрузка не совершает никакой работы.Что не является желательным условием. Это называется реактивной мощностью.

Иногда это называют фантомной мощностью, меньшей мощностью или бесполезной мощностью. Обозначается буквой Q. Единицей измерения является вольт-ампер (вар) или квар

Формулы и единицы измерения

Система переменного тока имеет три типа мощности: активную, реактивную и полную мощность. Каждый из трех типов имеет свое собственное подразделение, как показано ниже.

  • Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) по формуле S = напряжение * ток.
  • Активная мощность или несколько раз называется истинной мощностью. Единицей измерения является ватт (Вт). В основном он потребляется в цепях постоянного тока и резистивных нагрузках переменного тока, таких как нагреватели.
  • Реактивная или мнимая мощность. Его единица измерения составляет 90 129 вольт-ампер реактивных (ВАР). Появляется только в системах питания переменного тока с реактивной нагрузкой, таких как трехфазные и однофазные асинхронные двигатели.

Мы можем использовать треугольник коэффициента мощности, чтобы запомнить формулы коэффициента мощности, реактивной, полной и активной мощности.Треугольник внизу. Треугольник коэффициента мощности

Ниже приведена формула для однофазного тока

Q = V I Sin Φ

«I» — это текущий

Φ Φ фазовый угол

Формула для трехфазного тока приведена ниже

q = 1.732 VI SIN Φ

    • Другая форма формулы


    q = √ (S 2 — P 2 ) , в то время как S является очевидной Power & P — активная мощность.

    Как уменьшить эту мощность в системе переменного тока

    Если этот тип электроэнергии не используется, как ее уменьшить? Что ж, ответ исходит из треугольника коэффициента мощности. Делая коррекцию коэффициента мощности. При этом активная и полная мощность должны быть почти равны.

    Улучшение коэффициента мощности достигается путем добавления конденсаторов параллельно нагрузке. Или для больших промышленных нагрузок мы добавляем автоматический блок конденсаторов, который измеряет коэффициент мощности, а затем автоматически добавляет правильное значение конденсаторов в соответствии с требованиями коэффициента мощности нагрузки.

    См. также:

    На заметку
    • Большая добротность может повлиять на коэффициент мощности. В результате коэффициент мощности может уменьшаться в больших масштабах.
    • Методы реактивной компенсации должны быть реализованы на стороне нагрузки, чтобы увеличить мощность устройства и уменьшить потери.
    • Значение мощности (реактивной) будет положительным для индуктивных нагрузок и отрицательным для емкостных нагрузок.

    Истинная, реактивная и полная мощность: КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ

    Том II — AC » КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ

    Мы знаем, что реактивные нагрузки, такие как катушки индуктивности и конденсаторы, рассеивают нулевую мощность, однако тот факт, что они падают по напряжению и потребляют ток, создает обманчивое впечатление, что они на самом деле рассеивают мощность. Эта «фантомная мощность» называется реактивной мощностью и измеряется в единицах измерения Вольт-Ампер-Реактивная (ВАР), а не в ваттах.Математический символ реактивной мощности — (к сожалению) заглавная буква Q. Фактическое количество мощности, используемой или рассеиваемой в цепи, называется истинной мощностью и измеряется в ваттах (обозначается заглавной буквой P, как всегда). Комбинация реактивной мощности и активной мощности называется кажущейся мощностью и является произведением напряжения и тока в цепи без учета фазового угла. Полная мощность измеряется в единицах Вольт-Ампер (ВА) и обозначается заглавной буквой S.

    Как правило, истинная мощность является функцией рассеивающих элементов цепи, обычно сопротивлений (R). Реактивная мощность зависит от реактивного сопротивления цепи (X). Полная мощность зависит от полного сопротивления цепи (Z). Поскольку мы имеем дело со скалярными величинами для расчета мощности, любые комплексные начальные величины, такие как напряжение, ток и импеданс, должны быть представлены их полярными величинами , а не реальными или мнимыми прямоугольными компонентами. Например, если я вычисляю истинную мощность по току и сопротивлению, я должен использовать полярную величину тока, а не просто «реальную» или «мнимую» часть тока.Если я вычисляю полную мощность по напряжению и импедансу, обе эти ранее сложные величины должны быть приведены к их полярным величинам для скалярной арифметики.

    Существует несколько уравнений мощности, связывающих три типа мощности с сопротивлением, реактивным сопротивлением и импедансом (все они используют скалярные величины):

    Обратите внимание, что для расчета истинной и реактивной мощности существует по два уравнения. Имеются три уравнения для расчета кажущейся мощности, причем P=IE 90 222 используется только для этой цели.Изучите следующие цепи и посмотрите, как эти три типа мощности взаимодействуют между собой: чисто резистивная нагрузка на рисунке ниже; чисто реактивная нагрузка на рисунке ниже, и резистивная/реактивная нагрузка на рисунке ниже.

    Только резистивная нагрузка:

    Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для чисто резистивной нагрузки.

    Только реактивная нагрузка:

    Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для чисто реактивной нагрузки.

    Резистивная/реактивная нагрузка:

    Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для резистивной/реактивной нагрузки.

    Эти три вида мощности — истинная, реактивная и кажущаяся — соотносятся друг с другом в тригонометрической форме. Мы называем это треугольником мощности : (рисунок ниже).

    Треугольник мощности, связывающий кажущуюся мощность с активной мощностью и реактивной мощностью.

    Используя законы тригонометрии, мы можем найти длину любой стороны (величину любой степени), зная длины двух других сторон или длину одной стороны и угол.

    • ОБЗОР:
    • Мощность, рассеиваемая нагрузкой, называется истинной мощностью . Истинная мощность обозначается буквой P и измеряется в ваттах (Вт).
    • Мощность, просто поглощаемая и возвращаемая в нагрузку из-за ее реактивных свойств, называется реактивной мощностью . Реактивная мощность обозначается буквой Q и измеряется в единицах вольт-ампер-реактивная (ВАр).
    • Общая мощность в цепи переменного тока, как рассеиваемая, так и поглощаемая/возвращаемая, называется полной мощностью .Полная мощность обозначается буквой S и измеряется в вольт-амперах (ВА).
    • Эти три вида власти тригонометрически связаны друг с другом. В прямоугольном треугольнике P = смежная длина, Q = противоположная длина и S = ​​длина гипотенузы. Противоположный угол равен фазовому углу полного сопротивления цепи (Z).

    тепловых единиц Обязательство интегрировано с планированием реактивной мощности для интеллектуальной сети с учетом ограничений по напряжению

    Ссылки

    1.HowladerAM, UrasakiN, YonaA, SenjyuT, SaberAY. Обзор методов сглаживания мощности для систем преобразования энергии ветра. Renew Sust Energ Rev2013;26:135–46.10.1016/j.rser.2013.05.028Поиск в Google Scholar

    2. HowladerAM, UrasakiN, YonaA, SenjyuT, SaberAY. Разработайте и внедрите надежный цифровой контроллер для системы интерактивного преобразования ветровой энергии на основе PMSG МВт-класса. Energies2013;6:2084–109.10.3390/en6042084Search in Google Scholar

    3. PalmerM, TachibanaM, SenjyuT, FunabashiT, SaberAY, DattaM, Стабилизация сети с децентрализованными управляемыми нагрузками с использованием нечеткого управления и характеристик статизма.Int J Emerg Elec Power Syst2014;15:357–65.10.1515/ijeeps-2014-0022Поиск в Google Scholar

    4. TuohyA, MeibomP, DnnyE, O’MalleyM. Единица измерения для систем со значительным проникновением ветра. IEEE Trans Power Syst2009;24:592–601.10.1109/TPWRS.2009.2016470Поиск в Google Scholar

    5. SantosIN, OliveiraJC, RibeiroPF, ReisA, SantosAC, GondimIN. Применение процедуры суперпозиции для гармонического распределения ответственности между электростанциями, работающими на возобновляемых источниках энергии, и сетью.Int J Emerg Elec Power Syst2014;15:237–46.10.1515/ijeeps-2014-0013Search in Google Scholar

    6. SenjyuT, MiyagiT, SaberAY, UrasakiN, FunabashiT, Unit Commitment for Thermal Units and Energy Storage System, Международная конференция по Электротехника ICEE 2006, Корея, 9–13 июля 2006 г. Поиск в Google Scholar

    7. HuangY, ZhengaQP, WangJ. Двухэтапная стохастическая модель выделения единиц, включающая ресурсы, не связанные с генерацией, с условными ограничениями стоимости, подверженной риску. Elect Power Syst Res2014;116:427–38.10.1016/j.epsr.2014.07.010Поиск в Google Scholar

    8. MingZ, KunZ, LiangW. Исследование проблемы обязательности единиц с учетом энергии ветра и гидроаккумулирования энергии. Int J Elec Power Energ Syst2014;63:91–6.10.1016/j.ijepes.2014.05.047Search in Google Scholar

    9. TokudomeM, SenjyuT, TanakaK, YonaA, GoyaT, FunabashiT, Управление частотой и напряжением малых энергетических систем Децентрализованные управляемые нагрузки, Восьмая международная конференция по силовой электронике и приводным системам, Тайбэй, Тайвань, 2–5 ноября 2009 г.10.1109/PEDS.2009.5385834Search in Google Scholar

    10. RoozbehaniM, MuntherD, MitterS, Динамическое ценообразование и стабилизация спроса и предложения в современных электрических сетях, 2010 Первая международная конференция IEEE по интеллектуальным сетям связи (SmartGridComm), 543–548, 4–6 октября 2010 г., Гейтерсбург, MD.10.1109/SMARTGRID.2010.5621994Поиск в Google Scholar

    11. NassorTS, KinaM, SenjyuT, YonaA, FunabashiT. Эксплуатация интеллектуальных сетей мультипостоянного тока на основе возобновляемых источников энергии и защита линии электропередачи постоянного тока.Int J Emerg Elec Power Syst2012;13(3). ISSN (онлайн) 1553-779X, DOI: 10.1515/1553-779X.2768.10.1515/1553-779X.2768Поиск в Google Scholar

    12. YozaA, UchidaK, YonaA, SenjuT. Оптимальный метод работы умного дома по регулируемым нагрузкам на основе топологии умной сети. Int J Emerg Elec Power Syst2013;14:411–20.10.1515/ijeeps-2012-0059Поиск в Google Scholar

    13. MaH, ShahidehpourSM. Приверженность устройства безопасности передачи и ограничениям по напряжению. IEEE Trans Power Syst1999;14:757–64.10.1109/59.761909Search in Google Scholar

    14. GoyaT, SenjyuT, AtsushiY, ChakrabortyS, UrasakiN, FunabashiT, et al., Оптимальная работа теплового блока и батареи с использованием интеллектуальной сети, Международная конференция по электротехнике ICEE 2010, Пусан, Корея , 11–14 июля 2010 г. Поиск в Google Scholar

    15. LiX, YamashiroS. Обязательство агрегата с учетом реактивной мощности. IEEJ Trans PE2006;126:861–68.10.1541/ieejpes.126.861Поиск в Google Scholar

    16. RandallM, Общая система моделирования и решатель задач комбинаторной оптимизации, докторская диссертация, Школа экологических и прикладных наук, Университет Гриффита, 1998 г. .Поиск в Google Scholar

    17. GloverF, LagunaM. Поиск табу. В: К. Ривз, редактор. Современные эвристические методы комбинаторной оптимизации. Oxford: Blackwell, 1993: 70–150. Поиск в Google Scholar

    18. SenjyuT, ShimabukuroK, UezatoK, FunabashiT. Быстрый метод решения проблемы unitcommitment с помощью расширенного списка приоритетов. IEEE Trans Power Syst2003;18:882–88.10.1109/TPWRS.2003.811000Поиск в Google Scholar

    19. HappHH. Оптимальное распределение мощности. IEEE T Power Ap Syst1974; PAS-93:820–30.10.1109/TPAS.1974.293981Поиск в Google Scholar

    Истинная, реактивная и полная мощность

    Для нашей второй темы у нас есть истинная, реактивная и полная мощность. Сначала эта тема немного запутала, но по мере того, как урок продолжался, я разбирался в теме, хотя и без единой царапины.

      Реальная мощность: (P)

     Альтернативные слова, используемые для реальной мощности (фактическая мощность, действительная мощность, полная мощность в ваттах, полезная мощность, реальная мощность и активная мощность)

    В цепи постоянного тока подача питания на нагрузку постоянного тока представляет собой просто произведение напряжения на нагрузке и тока, протекающего через нее, т.е.е., P = V I. потому что в цепях постоянного тока нет понятия фазового угла между током и напряжением. Другими словами, в цепях постоянного тока нет коэффициента мощности.

    Но ситуация с синусоидальными цепями или цепями переменного тока более сложная из-за разности фаз между током и напряжением. Следовательно, среднее значение мощности (Real Power) равно P = VI Cosθ, которое фактически подводится к нагрузке.

    В цепях переменного тока, когда цепь является чисто резистивной, для мощности используется та же формула, что и для постоянного тока, как P = V I.

    Формулы реальной мощности:

    P = V I                                 (в цепях постоянного тока)

    P = VI Cosθ                         (в однофазных цепях переменного тока)

    P = √3 В L I L Cosθ         или     (в трехфазных цепях переменного тока)

    P = 3 В Ph I Ph Cosθ

    P = √ (S 2 – Q 2 ) или

    P =√ (VA 2 – VAR 2 ) или  

    Реальная или истинная мощность = √ (полная мощность 2 – реактивная мощность 2 ) или

    кВт = √ (кВА 2 – кВАр 2 )

    Реактивная мощность: (Ом)  

    Также известен как (бесполезная мощность, мощность меньше ватта)

    Мощность, которая постоянно скачет туда-сюда между источником и нагрузкой, называется реактивной мощностью (Q)

    .

    Мощность, просто поглощаемая и возвращаемая в нагрузку из-за ее реактивных свойств, называется реактивной мощностью

    Единицей активной или реальной мощности является ватт, где 1 Вт = 1 В x 1 А.

    Реактивная мощность означает, что энергия сначала накапливается, а затем высвобождается в виде магнитного поля или электростатического поля в случае катушки индуктивности и конденсатора соответственно.

    Реактивная мощность определяется выражением Q = V I Sinθ, которое может быть положительным (+ve) для индуктивной нагрузки и отрицательным (-Ve) для емкостной нагрузки.

    Единицей измерения реактивной мощности является реактивный вольт-ампер. т.е. ВАР, где 1 ВАР = 1 В x 1 А.

    Проще говоря, в индукторе или конденсаторе величина магнитного или электрического поля, создаваемого 1 А x 1 В, называется единицей реактивной мощности.

    Формулы реактивной мощности:

    Q = V I Sinθ

    Реактивная мощность = √ (Полная мощность 2 – Фактическая мощность 2 )

    ВАР =√ (ВА 2 – P 2 )

    кВАр = √ (кВА 2 – кВт 2 )

    Полная мощность: (S)

    Произведение напряжения и тока тогда и только тогда, когда игнорируются разности фаз между током и напряжением.

    Полная мощность в цепи переменного тока, как рассеиваемая, так и поглощаемая/возвращаемая, называется полной мощностью

    Комбинация реактивной мощности и активной мощности называется полной мощностью

    В цепи переменного тока произведение r.среднеквадратичное значение напряжения и среднеквадратичное значение тока называется полной мощностью .

    Произведение напряжения и тока без фазового угла

    Единица полной мощности (S) ВА, т. е. 1 ВА = 1 В x 1 А.

    Когда цепь является чисто резистивной, тогда кажущаяся мощность равна реальной или истинной мощности, но в индуктивной или емкостной цепи (когда существуют реактивные сопротивления) кажущаяся мощность больше, чем действительная или истинная мощность.

    Формулы полной мощности:

    С = В I

    Полная мощность = √ (Истинная мощность 2 + Реактивная мощность 2 )

    кВА = √кВт 2 + кВАр 2

    Вот треугольник мощностей, который в основном будет использоваться для расчета реальной, полной и реактивной мощности

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Родственные

    1  Объясните и рассчитайте среднюю мощность, полную мощность, реактивную мощность  Рассчитайте общие P, Q и S и начертите треугольник мощности. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ.

    Презентация на тему: » 1  Объясните и рассчитайте среднюю мощность, полную мощность, реактивную мощность  Вычислите суммарные P, Q и S и начертите треугольник мощностей. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА.» — Транскрипт:

    ins[data-ad-slot=»4502451947″]{display:none !важно;}} @media(max-width:800px){#place_14>ins:not([data-ad-slot=»4502451947″]){display:none !important;}} @media(max-width:800px){#place_14 {ширина: 250px;}} @media(max-width:500px) {#place_14 {ширина: 120px;}} ]]>

    1 1  Объясните и рассчитайте среднюю мощность, полную мощность, реактивную мощность  Рассчитайте суммарные P, Q и S и нарисуйте треугольник мощности.ЭЛЕКТРОТЕХНИКА ЭТ 201

    2 2 Мощность распределяется на сопротивление и реактивное сопротивление в цепи переменного тока. Мощность, подаваемая на нагрузку в любой момент, определяется произведением приложенного напряжения и результирующего тока: Поскольку v и i являются синусоидальными величинами Мощность в цепи переменного тока

    3 3 Выбранные v и i включают все возможности, потому что Если нагрузка чисто резистивная:  = 0° Если нагрузка чисто индуктивная:  = 90° Если нагрузка чисто емкостная:  = -90° индуктивная,  положительна (v опережает i или i отстает от v) Для преимущественно емкостной сети  отрицательна (i опережает v) Мощность в цепи переменного тока

    4 4 Положительная мощность означает, что мощность была передана от источника питания в цепь.Отрицательная мощность означает, что мощность была передана из цепи в источник питания. В цепи переменного тока существует три типа мощности: i) Средняя мощность, P ii) Полная мощность, S iii) Реактивная мощность, Q Мощность в цепи переменного тока

    5 5 Средняя мощность, P Средняя мощность (активная мощность) – это мощность, подводимая к нагрузке и рассеиваемая нагрузкой. [ватт, Вт] Где, θ : фазовый угол между V rms и I rms OR; [ватт, Вт] Мощность в цепи переменного тока

    6 6 14.5 Коэффициент мощности (обзор) Средняя мощность, П Для чисто резистивной нагрузки; Следовательно; Для чисто индуктивной или чисто емкостной нагрузки; Следовательно;

    7 7 Полная мощность, S Из анализа сетей постоянного тока (и резистивных элементов выше) кажется очевидным, что мощность, подаваемая на нагрузку, просто определяется P = VI, без учета компонентов нагрузки. Однако в главе 14 (лекция 10) коэффициент мощности (cos θ) нагрузки оказывает выраженное влияние на рассеиваемую мощность, менее выраженное для более реактивных нагрузок.Поэтому P = VI называется полной мощностью, S. [вольт-ампер, ВА] Мощность в цепи переменного тока

    8 8 Полная мощность, SOR ; [вольт-ампер, ВА] Средняя мощность нагрузки; Однако; Следовательно, коэффициент мощности системы F p равен мощности в цепи переменного тока.

    9 9 Реактивная мощность, Ом Как правило, реактивная мощность, связанная с любой цепью, определяется как [вольт-ампер реактивный, ВАр], где θ : угол сдвига фаз между V rms и I rms ИЛИ [вольт-ампер реактивный, ВАр] Для резистор, мощность в цепи переменного тока

    10 10 Реактивная мощность, Ом Для чисто индуктивной цепи, ИЛИ ; Поскольку кажущаяся мощность S = VI и средняя мощность катушки индуктивности P = 0, мощность в цепи переменного тока v L опережает i L на 90°.

    11 11 Реактивная мощность, Ом Для чисто емкостной цепи, ИЛИ ; Поскольку кажущаяся мощность S = VI и средняя мощность конденсатора P = 0, мощность в цепи переменного тока i C опережает v C на 90°.

    12 12 19.7 Треугольник мощности Три величины: средняя мощность P, полная мощность S и реактивная мощность Q могут быть связаны в векторной области соотношением

    13 13 19.7 Треугольник мощности Для индуктивной нагрузки вектор мощности S, как ее часто называют, определяется как S = P + jQ L. Для емкостной нагрузки вектор мощности S определяется как S = P — jQ C

    14 14 Если в сети есть как емкостные, так и индуктивные элементы, реактивная составляющая треугольника мощности будет определяться разницей между реактивной мощностью, подводимой к каждому из них.Если Q L  Q C, результирующий треугольник мощности будет аналогичен диаграмме мощности индуктивной нагрузки. Если Q C  Q L, результирующий треугольник мощности будет аналогичен диаграмме мощности емкостной нагрузки. Что полная реактивная мощность есть разность между реактивными мощностями индуктивных и емкостных элементов. 19.7 Треугольник власти

    15 15 19.7 Общие P, Q и S Общее количество ватт P T, вольт-ампер реактивных Q T и вольт-ампер S T, а также коэффициент мощности F p любой системы можно найти с помощью следующей процедуры: 1.Найти реальную (среднюю) мощность и реактивную мощность для каждой ветви цепи. 2. Полная активная мощность системы (P T ) представляет собой сумму средней мощности, подаваемой на каждую ветвь. 3. Полная реактивная мощность (Q T ) представляет собой разницу между реактивной мощностью индуктивных и емкостных нагрузок. 4. Полная кажущаяся мощность равна S T 2 = P T 2 + Q T 2. 5. Общий коэффициент мощности равен P T / S T.

    16 16 На предыдущем слайде есть два важных момента: во-первых, полная кажущаяся мощность S T должна определяться из общей средней P T и полной реактивной мощности Q T и не может быть определена из кажущихся мощностей каждой ветви.Во-вторых, и это более важно, не обязательно учитывать последовательно-параллельное расположение ветвей. Другими словами, полная активная P T, полная реактивная Q T или полная полная мощность S T не зависят от того, подключены ли нагрузки последовательно, параллельно или последовательно-параллельно. 19.7 Сумма P, Q и S

    17 17 Пример 19.3 1. Найдите общее количество ватт P T, реактивных вольт-ампер Q T и вольт-ампер S T и начертите треугольник мощностей.2. Найдите коэффициент мощности F p 3. Найдите ток в векторной форме. 19.7 Сумма P, Q и S

    18 18 Пример 19.3 – Решение 1. Загрузка 1 19.7 Сумма P, Q и S

    19 19 Пример 19.3 – решение (продолжение) Загрузка 2 19.7 Общее количество P, Q и S

    20 20 Загрузка 3 Пример 19.3 – решение (продолжение) 19.7 Сумма P, Q и S

    21 21 Итого Пример 19.3 – решение (продолжение) 19.7 Итого P, Q и S

    22 22 Итого Пример 19.3 – решение (продолжение) 19.7 Итого P, Q и S

    23 23 Всего Силовой треугольник; Пример 19.3 – решение (продолжение) 19.7 Сумма P, Q и S Примечание: S T НЕ равно сумме каждой ветви!!

    24 24 2. Коэффициент мощности F P Пример 19.3 – решение (продолжение) 19.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.