Реактивная нагрузка это. Реактивная мощность: понятие, формулы расчета и способы компенсации

Что такое реактивная мощность в электрических цепях. Как она возникает и чем отличается от активной мощности. Какие формулы используются для расчета реактивной мощности. Почему важно компенсировать реактивную мощность и какими способами это можно сделать.

Что такое реактивная мощность и как она возникает

Реактивная мощность — это часть полной мощности в цепях переменного тока, которая не совершает полезной работы, а лишь циркулирует между источником и приемником энергии. Она возникает в электрических цепях, содержащих реактивные элементы — катушки индуктивности и конденсаторы.

Основные особенности реактивной мощности:

• Измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр)
• Не совершает полезной работы
• Циркулирует между источником и потребителем
• Возникает из-за сдвига фаз между током и напряжением
• Создает дополнительную нагрузку на сеть

Отличия реактивной мощности от активной

Реактивная мощность существенно отличается от активной по своим свойствам и влиянию на работу электрической сети:

Активная мощность	Реактивная мощность
Совершает полезную работу	Не совершает полезной работы
Расходуется необратимо	Циркулирует между источником и потребителем
Измеряется в ваттах (Вт)	Измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр)
Не создает дополнительной нагрузки на сеть	Создает дополнительную нагрузку на сеть

Формулы для расчета реактивной мощности

Для расчета реактивной мощности используются следующие основные формулы:

• Q = U * I * sin φ — где U — напряжение, I — ток, φ — угол сдвига фаз
• Q = S * sin φ — где S — полная мощность
• Q = √(S² — P²) — где P — активная мощность

Угол φ определяет соотношение между активной и реактивной мощностью. Чем больше этот угол, тем выше доля реактивной составляющей в полной мощности.

Причины возникновения реактивной мощности

Основными причинами появления реактивной мощности в электрических сетях являются:

1. Наличие в цепи индуктивных нагрузок (электродвигатели, трансформаторы)
2. Работа силовой электроники (выпрямители, инверторы)
3. Передача электроэнергии на большие расстояния
4. Неравномерная загрузка трехфазной системы
5. Наличие емкостных элементов (конденсаторы, длинные кабельные линии)

Негативные последствия повышенной реактивной мощности

Избыточная реактивная мощность в электрической сети приводит к ряду негативных последствий:

• Увеличение потерь электроэнергии
• Снижение пропускной способности сетей и трансформаторов
• Колебания и отклонения напряжения
• Перегрузка генерирующего и распределительного оборудования
• Увеличение платы за электроэнергию

Способы компенсации реактивной мощности

Для снижения негативного влияния реактивной мощности применяются различные методы ее компенсации:

1. Установка конденсаторных батарей
2. Применение синхронных компенсаторов
3. Использование активных фильтров
4. Статические тиристорные компенсаторы
5. Снижение загрузки асинхронных двигателей

Выбор оптимального способа компенсации зависит от характера нагрузки, режимов работы оборудования и требований к качеству электроэнергии.

Расчет необходимой мощности компенсирующих устройств

Для определения требуемой мощности компенсирующих устройств используется следующий алгоритм:

1. Измерение фактической активной и реактивной мощности нагрузки
2. Определение желаемого коэффициента мощности
3. Расчет необходимой реактивной мощности по формуле: Q_комп = P * (tg φ₁ — tg φ₂)
4. Выбор типа и мощности компенсирующего устройства

Где P — активная мощность нагрузки, φ₁ и φ₂

— углы сдвига фаз до и после компенсации.

Экономический эффект от компенсации реактивной мощности

Внедрение мероприятий по компенсации реактивной мощности позволяет получить значительный экономический эффект:

• Снижение потерь электроэнергии на 5-15%
• Уменьшение нагрузки на трансформаторы и кабели
• Улучшение качества напряжения
• Увеличение пропускной способности сетей
• Сокращение платежей за потребленную электроэнергию

Срок окупаемости установок компенсации обычно составляет от нескольких месяцев до 2-3 лет.

Заключение

Реактивная мощность является неотъемлемой частью работы электрических сетей переменного тока. Понимание ее природы, способов расчета и методов компенсации позволяет повысить эффективность использования электроэнергии и надежность электроснабжения потребителей. Грамотный подход к управлению реактивной мощностью дает значительный экономический эффект и улучшает качество электроэнергии.

Реактивная мощность кратко и понятно: что такое, формулы

Содержание:

Что такое реактивная мощность?

Для начала рассмотрим понятие электрической мощности. В широком смысле слова, этот термин означает работу, выполненную за единицу времени. По отношению к электрической энергии, понятие мощности немного откорректируем: под электрической мощностью будем понимать физическую величину, реально характеризующую скорость генерации тока или количество переданной либо потреблённой электроэнергии в единицу времени.

Понятно, что работа электричества в единицу времени определяется электрической мощностью, измеряемой в ваттах. Мгновенную мощность на участке цепи находят по формуле: P = U×I, где U и I – мгновенные значения показателей параметров напряжения и силы тока на данном участке.

Строго говоря, приведённая выше формула справедлива только для постоянного тока. Однако, в цепях синусоидального тока формула работает лишь тогда, когда нагрузка потребителей чисто активная. При резистивной нагрузке вся электрическая энергия расходуется на выполнение полезной работы. Примерами активных нагрузок являются резистивные приборы, такие как кипятильник или лампа накаливания.

При наличии в электрической цепи ёмкостных или индуктивных нагрузок, появляются паразитные токи, не участвующие в выполнении полезной работы. Мощность этих токов называют реактивной.

На индуктивных и ёмкостных нагрузках часть электроэнергии рассеивается в виде тепла, а часть препятствует выполнению полезной работы.

Физика процесса

Когда мы имеем дело с цепями постоянного тока, то говорить о реактивной мощности не приходится. В таких цепях значения мгновенной и полной мощности совпадают. Исключением являются моменты включения и отключения ёмкостных и индуктивных нагрузок.

Похожая ситуация происходит при наличии чисто активных сопротивлений в синусоидальных цепях. Однако если в такую электрическую цепь включены устройства с индуктивными или ёмкостными сопротивлениями, происходит сдвиг фаз по току и напряжению (см. рис.1).

При этом на индуктивностях наблюдается отставание тока по фазе, а на ёмкостных элементах фаза тока сдвигается так, что ток опережает напряжение. В связи с нарушением гармоники тока, полная мощность разлагается на две составляющие. Ёмкостные и индуктивные составляющие называют реактивными, бесполезными. Вторая составляющая состоит из активных мощностей.

Рис. 1. Сдвиг фаз индуктивной нагрузкой

Угол сдвига фаз используется при вычислениях значений активных и реактивных ёмкостных либо индуктивных мощностей. Если угол φ = 0, что имеет место при резистивных нагрузках, то реактивная составляющая отсутствует.

Важно запомнить:

• резистор потребляет исключительно активную мощность, которая выделяется в виде тепла и света;
• катушки индуктивности провоцируют образование реактивной составляющей и возвращают её в виде магнитных полей;
• Ёмкостные элементы (конденсаторы) являются причиной появления реактивных сопротивлений.

Источник реактивной энергии

Чтобы понять природу появления этой энергии и то, как найти реактивную мощность, нужно уточнить, что любая электромагнитная или индукционная машина, которая работает на переменном токе, преобразует электричество в тепло. Чтобы это преобразование произошло, нужно магнитное поле. Оно, соответственно, формируется безваттной энергией. Причина в поглощении энергии индукционной цепи и отдаче ее обратно при спаде магнитного поля два раза за цикл мощностной частоты.

Природа явления

Зачем нужна

Электричество передает энергию в проводник для осуществления технического процесса. Чтобы процесс происходил, переданная сила должна преобразовываться в тепло и напряжение. При этом электроэнергия должна поступать постоянно, что обеспечивается обеими разновидностями мощностной характеристики. Активно действующая дает полезную силу, а реактивно действующая ее поддерживает в электродвигательных, трансформаторных, печных, сварочных, дроссельных и осветительных установках.

Мощность в цепи переменного электрического тока

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 ваттах (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 напряжением 220В, 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.

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

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.

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.

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.

Также рассчитать полную мощность можно путем перемножения напряжения и силы тока соответственно.

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.

Учет реактивной мощности двигателей

Теперь давайте посмотрим, как вычисляется активная энергия для тех же электродвигателей, от которых на 70-80% зависит работоспособность современного предприятия – они крутят насосы, станки, вентиляторы, конвейеры и т.д. и т.п. Раз это так, то кто-то должен постоянно следить за тем, чтобы потребление мощности не стало вдруг необоснованно завышенным. Конечно, осуществлять такой контроль, скорее всего, будет компьютер, но не без участия человека (инженера).

Более всего реактивная энергия мощности тратится попусту в тех случаях, когда двигатель работает на холостых оборотах и если для насосов или конвейеров это ничтожная часть, то для станков – весьма ощутимое разбазаривание реактива. Но, порог наиболее эффективной работы электродвигателей находится в пределах 60-100%, а при более низких показателях бесполезный расход энергии все больше и больше приближается к значению холостого хода. О чем это говорит? О том, что при проектировании цеха не следует завышать его мощности – на практике это пойдёт только во вред производству.

Примечание: мировая практика показывает, что в последнее время инженеры-технологи ведущих предприятий отказываются от фазных роторов и отдают предпочтение асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором.

Возникновение реактивная мощность

Допустим, цепь содержит источник питания постоянного тока и идеальную индуктивность. Включение цепи порождает переходный процесс. Напряжение стремится достичь номинального значения, росту активно мешает собственное потокосцепление индуктивности. Каждый виток провода согнут круговой траекторией. Образуемое магнитное поле будет пересекать соседствующий сегмент. Если витки расположены один за другим, характер взаимодействия усилится. Рассмотренное называется собственным потокосцеплением.

Характер процесса таков: наводимая ЭДС препятствует изменениям поля. Ток пытается стремительно вырасти, потокосцепление тянет обратно. Вместо ступеньки видим сглаженный выступ. Энергия магнитного поля потрачена, чтобы воспрепятствовать процессу создавшему. Случай возникновения реактивной мощности. Фазой отличается от полезной, вредит. Идеально: направление вектора перпендикулярно активной составляющей. Подразумевается, сопротивление провода нулевое (фантастический расклад).

При выключении цепи процесс повторится обратным порядком. Ток стремится мгновенно упасть до нуля, в магнитном поле запасена энергия. Пропади индуктивность, переход пройдет внезапно, потокосцепление придает процессу иную окраску:

1. Уменьшение тока вызывает снижение напряженности магнитного поля.
2. Произведенный эффект наводит противо-ЭДС витков.
3. В результате после отключения источника питания ток продолжает существовать, понемногу затухая.

Графики напряжения, тока, мощности

Реактивная мощность некое звено инерции, постоянно запаздывающее, мешающее. Первый вопрос: зачем тогда нужны индуктивности? О, у них хватает полезных качеств. Польза заставляет мириться с реактивной мощностью. Распространенным положительным эффектом назовем работу электрических двигателей. Передача энергии идет через магнитный поток. Меж витками одной катушки, как было показано выше. Взаимодействию подвержены постоянный магнит, дроссель, все, способное захватить вектором индукции.

Случаи нельзя назвать в смысле описательном всеобъемлющими. Иногда применяется поток сцепления в виде, показанном для примера. Принцип используют пускорегулирующие аппараты газоразрядных ламп. Дроссель снабжен несметным количеством витков: отключение напряжения вызывает не плавное снижение тока, но выброс большой амплитуды противоположной полярности. Индуктивность велика: отклик поистине потрясающий. Превышает исходные 230 вольт на порядок. Достаточно, чтобы возникла искра, лампочка зажглась.

Реактивная мощность и конденсаторы

Реактивная мощность запасается энергией магнитного поля индуктивностями. А конденсатор? Выступает источником возникновения реактивной составляющей. Дополним обзор теорией сложения векторов. Поймет рядовой читатель. В физике электрических сетей часто используются колебательные процессы. Всем известные 220 вольт (теперь принятые 230) в розетке частотой 50 Гц. Синусоида, амплитуда которой равна 315 вольт. Анализируя цепи, удобно представить вращающимся по часовой стрелке вектором.

Анализ цепей графическим методом

Упрощается расчет, можно пояснить инженерное представление реактивной мощности. Угол фазы тока считают равным нулю, откладывается вправо по оси абсцисс (см. рис.). Реактивная энергия индуктивности совпадает фазой с напряжением UL, опережает на 90 градусов ток. Идеальный случай. Практикам приходится учитывать сопротивление обмотки. Реактивной на индуктивности будет часть мощности (см. рис.). Угол меж проекциями важен. Величина называется коэффициентом мощности. Что означает на практике? Перед ответом на вопрос рассмотрим понятие треугольника сопротивлений.

Практическое истолкование коэффициента мощности

Многие замечают неувязку в случае практического рассмотрения реактивной мощности. Для снижения коэффициента рекомендуют параллельно обмоткам двигателя включать конденсаторы большого размера. Индуктивное сопротивление уравновешивает емкостное, ток вновь совпадает с напряжением фазой. Сложно понять вот по какой причине:

1. Допустим, к источнику переменного напряжения подключили первичную обмотку трансформатора.
2. В идеале активное сопротивление равно нулю. Мощность должна быть реактивной. Но это плохо: угол между напряжением и током стремятся сделать нулевым!

Коэффициент мощности

Величина энергии, запасаемой полем, определяется размером индуктивности или емкости. Прочитаете в любом учебнике физики для ВУЗов (Курс физики Жданова и Маранджяна, т. 2, стр. 234), точнее – пропорциональна квадрату величины. Теория реактивной мощности предполагает: некая энергия запасается каждый период паразитной индуктивностью, емкостью, потом уходит во внешнюю цепь. Получается своеобразная циркуляция внутри колебательного контура. Сильно нагреваются соединительные провода, если индуктивность находится слишком далеко от ёмкости.

Но! Колебательный процесс безучастен работе двигателей, трансформаторов. Теория реактивной мощности предполагает: колебания совершает вся энергия. До последней капли. В трансформаторе, двигателе из поля происходит активная “утечка” энергии на совершение работы, наведение тока вторичной обмотки. Энергия циркулировать между источником и потребителем не может.

Реальная цепь процесс согласования отдельных участков затрудняет. Для перестраховки поставщики требуют установить параллельно обмотке двигателя конденсаторы, чтобы энергия циркулировала в локальном сегменте, не выходила наружу, нагревая соединительные провода. Важно избежать перекомпенсации. Если емкость конденсаторов будет слишком велика, батарея станет причиной увеличения коэффициента мощности.

Что касается сдвига фаз, возникает на вторичной обмотке трансформатора подстанции. Роль играет не это. Двигатель работает, часть энергии не преобразована в полезную работу, отражается назад. В результате возникает коэффициент мощности. Участвующая составляющая индуктивности – технологический, конструкционный дефект. Часть, не приносящая пользы. Скомпенсируем, добавляя конденсаторные блоки.

Проверка правильности согласования ведется по факту отсутствия сдвига фаз между напряжением и током работающего электродвигателя. Лишняя энергия циркулирует меж избыточной индуктивностью обмоток, установленным конденсаторным блоком. Достигнута цель мероприятия – избежать нагрева проводников питающей устройство сети.

Формулы

Поскольку реактивная мощность зависит от угла φ, то для её вычисления применяется формула: Q = UI×sin φ. Единицей измерения реактивной составляющей является вар или кратная ей величина  – квар.

Активную составляющую находят по формуле: P = U*I×cosφ. Тогда

Зная коэффициент Pf  (cos φ), мы можем рассчитать номинальную мощность потребителя тока по его номинальному напряжению, умноженному на значение силы потребляемого тока.

Понятие реактивной электроэнергии

Этот вид электроэнергии присущ цепям, в составе которых имеются реактивные элементы. Реактивная электроэнергия — это часть полной поступаемой мощности, которая не расходуется на полезную работу.

В электроцепях постоянного тока понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока реактивная составляющая возникает только в том случае, когда присутствует индуктивная или емкостная нагрузка. В таком случае наблюдается несоответствие фазы тока с фазой напряжения. Данный сдвиг фаз между напряжением и током обозначается символом «φ».

При индуктивной нагрузке в цепи наблюдается отставание фазы, при емкостной – ее опережение. Поэтому потребителю приходит только часть полной мощности, а основные потери происходят из-за бесполезного нагревания устройств и приборов в процессе эксплуатации.

Потери мощности происходят из-за наличия в электрических устройствах индуктивных катушек и конденсаторов. Из-за них в цепи в течение некоторого времени происходит накопление электроэнергии. После этого запасенная энергия поступает обратно в цепь. К приборам, в составе потребляемой мощности которых имеется реактивная составляющая электроэнергии, относятся переносные электроинструменты, электродвигатели и различная бытовая техника. Эта величина рассчитывается с учетом особого коэффициента мощности, который обозначается как cos φ.

Расчет реактивной электроэнергии

Коэффициент мощности лежит в пределах от 0,5 до 0,9; точное значение этого параметра можно узнать из паспорта электроприбора. Полная мощность должна быть определена как частное от деления активной мощности на коэффициент.

Например, если в паспорте электрической дрели указана мощность в 600 Вт и значение 0,6, тогда потребляемая устройством полная мощность будет равна 600/06, то есть 1000 ВА. При отсутствии паспортов для вычисления полной мощности прибора коэффициент можно брать равным 0,7.

Поскольку одной из основных задач действующих систем электроснабжения является доставка полезной мощности конечному потребителю, реактивные потери электроэнергии считаются негативным фактором, и возрастание этого показателя ставит под сомнение эффективность электроцепи в целом. Баланс активной и реактивной мощности в цепи может быть наглядно представлен в виде этого забавного рисунка:

Различия

Разница между величинами в том, что активно действующая мощностная характеристика показывает КПД устройств, а реактивная является передачей этого КПД. Разница также наблюдается в определении, символе, формуле и значимости.

Вам это будет интересно  Особенности единиц измерения кВТ и кВА

Обратите внимание! Что касается значения, то вторая нужна лишь для того, чтобы управлять создавшимся напряжением от первой величины и преодолевать мощностные колебания.

Смысл реактивной нагрузки

Любая реактивная нагрузка создает временной сдвиг между фазами тока и напряжения. Эту величину измеряют в градусах. Наиболее наглядным является векторное представление электрических параметров. Если подключить индуктивность, напряжение будет опережать ток. Угол между ними обозначают в формулах буквой «ϕ» («Фи» греч.).

Временные и векторные диаграммы показывают, как изменяются основные параметры при подключении индуктивных (емкостных) элементов

На картинке показано, что при подключении емкостной нагрузки вектора «меняются» местами. В идеальных условиях сдвиг между векторами равен 90°. В действительности следует учитывать влияние электрического сопротивления цепи, несовершенство конструкций. С учетом особенностей элементов следует напомнить, что в индуктивности (емкости) при сохранении параметров источника питания плавно изменяется ток (напряжение), соответственно.

Почему в сети напряжение переменное

Для объяснения настоящей ситуации надо сделать краткий экскурс в историю. Электричество известно человеку сотни (по некоторым данным, тысячи лет). Однако действительно массовое использование этой энергии началось сравнительно недавно – в конце 19 века. Именно тогда (1879 г.) Эдисон запатентовал первый функциональный прибор, который помогал решать проблемы освещения. Для питания лампочек он стал монтировать сети постоянного тока.

Через десять лет Тесла создал генераторы переменного тока. После ожесточенной конкурентной борьбы именно его способ передачи энергии на расстояния одержал победу. Этот результат был обеспечен скорее рыночными методами, чем внимательным сравнением потребительских характеристик.

Электроприборы, влияющие на качество потребления

Учимся легко считать потребляемую мощность электроприбора

Коэффициент мощности равен единице при подключении ламп и нагревателей. Он уменьшается до 0,7 и менее, когда в цепи добавляют преобладающие по потреблению энергии электромоторы, другие компоненты с реактивными составляющими.

Правильное применение определений и расчетов мощности помогает оптимизировать проект электрической сети с учетом особенностей подключаемых нагрузок. Приведенные выше сведения пригодятся на стадии определения параметров проводки, защитных автоматов. Комплексное использование этих знаний повысит надежность электроснабжения, предотвратит возникновение и развитие аварийных ситуаций.

Предыдущая

РазноеЭнергия конденсатора

Следующая

РазноеАвтоматические выключатели

Обслуживание 🔋 аккумуляторных батарей СONBAT. Тестеры и разрядные устройства. Мониторинг АКБ

Оглавление

• Введение.
• Системы бесперебойного питания. Понятия и определения.
• Область применения и назначение систем бесперебойного питания.
• Принцип действия систем бесперебойного питания
• Основные технические характеристики систем бесперебойного питания с АКБ
• Компоненты и схемы построения систем бесперебойного питания с АКБ
• Расчет и проектирование систем бесперебойного питания с АКБ
• Список иностранных сокращений
• Термины и определения

Расчет и проектирование систем бесперебойного питания с АКБ

Расчет и проектирование системы бесперебойного питания любой сложности и конфигурации начинается с постановки задачи, определения необходимых параметров, которым должна соответствовать система (включая сервисные функции). Должны быть приняты во внимание срок эксплуатации, возможное увеличение требуемой мощности объекта, организация технического обслуживания.

1.7.1. Определение характера и мощности нагрузки

Целью данного этапа является определение активной, реактивной и полной мощности, а также требований к качеству электропитания. При проектировании, прежде всего, необходимо составить список оборудования, которое предполагается подключать к СБП. Если оборудование на объекте размещается в разных помещениях, распределено по территории, целесообразно произвести анализ и расчеты для каждого участка (кластера)1. Если объект только проектируется, необходимо произвести расчеты для каждого варианта набора оборудования и его размещения. Перед выполнением расчетов СБП переменного тока необходимо ответить на следующие вопросы по каждому типу оборудования:

1. К какой категории электроприемников относится объект по классификации ПУЭ?
2. Каков состав оборудования? Подпадает ли объект, оборудование, часть оборудования и аппаратуры под нормативные требования в части организации системы электропитания?
3. Какова номинальная активная мощность оборудования?
4. Каков коэффициент мощности?
5. Какова номинальная реактивная мощность оборудования?
6. Каков характер работы оборудования?
7. Имеются ли пусковые токи при работе?
8. Каково максимальное значение пускового тока по отношению к номинальному?
9. Какова максимальная активная мощность?
10. Какова максимальная реактивная мощность?
11. Какова прогнозируемая длительность работы при максимальной мощности?
12. Какова статистика потребления электроэнергии?
13. Каковы требования к форме питающего напряжения?
14. Каковы требования к качеству питающего напряжения?
15. Допускает ли оборудование перерыв на переключение источников электропитания?
16. Каково значение допустимого перерыва?
17. Допускает ли оборудование штатное отключение?
18. Есть ли в составе потребителей выпрямительные устройства? Какие задачи они выполняют? Каковы параметры выходных напряжений?
19. Какова активная, реактивная и полная мощность выпрямительных устройств?
20. Какова длительность вероятных перерывов в подаче электроэнергии со стороны сети переменного тока?

таблица 9

Состав и характеристики оборудования с электропитанием от переменного тока

Наименование	Мощность		Коэффициент мощности	Полная мощность		Допустимость перерыва на переключение до 18 мс		Требование к форме питающего напряжения		Непрерывность работы (допустимо ли штатное отключение)
	Ном.	Макс.		Ном.	Макс.	Да	Нет	Есть	Нет	Да	Нет
А
Б
В
…. .

Прежде всего, требуется определить полную мощность оборудования и степень его защиты. В простых случаях на основании этих расчетов возможно предложить решение по организации бесперебойного питания.

Номинальная полная мощность электроприемника находится по формуле:

Siэпном= Рiэпном/λiэп, (7)

где λiэп – коэффициент мощности данного электроприемника. Для активной нагрузки он равен 1, для реактивной нагрузки, как правило, указан в паспорте на изделие. Также может быть определен по справочным таблицам для аналогичного оборудования. В ряде случаев следует учесть в каждом значении Рiэпном среднестатистический коэффициент использования Ki и (часто принимают равным 1):

Siэпном= Ki и × Рiэпном/λiэп, (8)

Аналогично определяется максимальная полная мощность:

Siэпмакс= Рiэпмакс/λiэп (9)

Если в составе присутствует оборудование с режимами работы, предполагающими резкое увеличение (броски) пусковых токов, максимальная мощность таких устройств увеличивается на коэффициент пускового тока:

Siэпмакс= ki пуск × Рi эпмакс/ λiэп (10)

Коэффициент ki пуск ≥ 1 (1 – отсутствие пускового тока).

Суммарная номинальная полная мощность определяется как сумма всех рассчитанных индивидуальных значений:

SΣном= ΣSiэпном (11)

Аналогично для максимальной мощности:

SΣмакс= ΣSiэпмакс (12)

Номинальная и максимальная мощность, потребляемая СБП от сети, может быть рассчитана как:

SВхСБП≈(PВыхСБП+РЗАБ)/(λСБП⋅ηСБП) (13)

где:

λСБП — коэффициент мощности СБП;

ηСБП – коэффициент полезного действия СБП;

PВыхСБП ≈|SВыхСБП|,

РЗАБ ≈kЗар РВыхСБПmax = 0,1РСБПmax – максимальная мощность заряда аккумуляторных батарей,

РСБПmаx – максимальная (паспортная) мощность СБП.

На основании полученных значений номинальной и максимальной мощности, параметров СБП, можно произвести предварительные оценки и в некоторых простых случаях предложить предварительные варианты ее организации.

Например, если для всех типов полная мощность составляет менее 2,5 кВА, максимальная не более 2,5 кВА, допускается перерыв на переключение до 18 мс, нет специальных требований к форме выходного напряжения, нет жестких требований со стороны нормативных документов, в работе допускается штатное отключение, то для организации бесперебойного питания могут использоваться СБП всех рассмотренных типов. Наиболее оптимальным по стоимости следует использовать СБП с переключением. Рассмотренный частный случай – локальная вычислительная сеть административного подразделения (например, бухгалтерии предприятия). При полной мощности до 3 кВА можно использовать одну СБП данного типа. Однако, если мощность выше, все остальные требования остаются прежними, а рабочие станции расположены в разных помещениях, то оптимальным может быть использование нескольких СБП для подключения групп ПК в разных помещениях, либо использовать СБП соответствующий по мощности для каждой рабочей станции.

Если имеется строгое требование к синусоидальной форме питающего напряжения (при сохранении остальных параметров), возможно применение СБП линейно—интерактивного типа.

Если мощность нагрузки на участке превышает 3 кВА, рекомендуется использовать СБП трехфазного типа.

В документации к СБП указывается время автономной работы при различных режимах при определенных параметрах встроенных (или рекомендованных для совместного использования) АКБ. В случае особых требований могут быть использованы специализированные конфигурации АКБ.

В данном простом примере были также рассмотрены и подходы к организации бесперебойного питания – централизованный, смешанный и индивидуальный.

Организации бесперебойного питания во многом определяется структурой размещения оборудования на объекте, а также требованиями к надежности и готовности СБП. Готовность СБП подразумевает возможность ее штатной работы при возникновении перерывов в подаче электроэнергии со стороны основной сети в любой момент времени. Это означает исправность всех компонентов СБП, наличия запаса энергии в устройстве хранения (АКБ), что обеспечивается своевременными работами по эксплуатационному обслуживанию.

Выполнение эксплуатационных требований при централизованной схеме построения СБП наиболее удобно, поскольку позволяет достаточно точно оценивать состояние системы и ее параметров. Если используется смешанная и индивидуальная схема организации, то эксплуатация потребует больших трудозатрат в условиях использования оборудования разных производителей (приобретенного и запущенного в работу в разное время, эксплуатируемого в разных условиях). Простая задача оценки и обеспечения необходимого времени автономной работы может оказаться не такой и простой. Современные индивидуальные СБП для рабочих станций локальных сетей в ряде случаев оснащены системами мониторинга, но при большом количестве таких СБП адекватный контроль может оказаться затруднительным.

На практике при построении систем бесперебойного питания в ответственных случаях используются централизованная и смешанная схемы построения.

Для СБП переменного тока средней и большой мощности при работе с большим количеством реактивной нагрузки помимо расчета полной номинальной и максимальной мощности целесообразно произвести аналогичные расчеты в части реактивной мощности. Ранее мы рассматривали необходимость учета этого параметра для правильной оценки и расчета мощности СБП. Реактивная мощность не расходуется на совершение полезной работы, но создает дополнительную нагрузку на систему электропитания и повышает расход электроэнергии. В ряде случаев экономически и технически целесообразно ее компенсировать.

Компенсация реактивной мощности осуществляется различными способами. Чаще всего используются так называемые «косинусные» конденсаторы и конденсаторные батареи, соединенные по схемам «треугольник» или «звезда».

Емкость конденсаторов рассчитывается на основании реактивной мощности, и простая статичная конденсаторная установка позволяет повышать коэффициент мощности в заданных пределах при относительно стабильном потреблении мощности нагрузкой. При динамичном характере эффект снижается, однако разработаны и применяются различные управляемые системы, в которых компенсация осуществляется адаптивным образом.

В таких установках используются конденсаторные батареи различных номиналов, устройства управления и переключения. В их параметрах указаны диапазоны компенсации реактивной мощности, т.е. для выбора установки достаточно знать реактивную мощность, потребляемую объектом, и задать желаемую степень коррекции коэффициента мощности. Современные системы компенсации коэффициента мощности (системы ККМ) по стоимости сравнимы с СБП и могут окупиться в течение года (по критерию экономии электроэнергии). Использование ККМ в составе системы бесперебойного питания переменного тока позволяет повысить надежность и перегрузочную способность, время автономной работы от АКБ.

Реактивную мощность можно измерить или рассчитать. Реактивную мощность Q можно оценить по формуле:

Q≈ΣPi×(1-λ2i)^0,5/λ (14)

То есть, для напряжения и тока синусоидальной формы (λ≈cos) Q≈P× tgφ

Проиллюстрируем значение ККМ на примере расчета времени автономной работы СБП.

С учетом напряжения аккумуляторных батарей ток разряда вычисляется следующим образом:

IРАБ=IВыхСБП (UВыхСБП /UАКБ)/ ηинв=(SВыхСБП/UАКБ)/ηинв (15)

где:

IРАБ – ток разряда аккумуляторных батарей, А;

IВыхСБП – выходной ток СБП во время аварии, определяемый током часа наибольшей нагрузки IЧНН;

ηинв – коэффициент полезного действия инвертора СБП ( обычно ηинв ≈0,95 – 0,98).

Если средний коэффициент мощности потребителей 0,7 при использовании ККМ повышается на 30% до 0,91, то примерно на 30% может снизиться разрядный ток АКБ. Увеличение времени автономной работы можно определить по разрядным таблицам АКБ либо расчетам времени автономной работы из паспорта СБП в зависимости от выходной мощности. Для СБП, характеристики которого приведены в табл. 8, время автономной работы может увеличиться на 3—7 минут.

В паспорте каждого СБП указывается тип, номинальное напряжение и количество совместимых АКБ и рекомендуемая емкость. Рассчитать количество батарей можно на основании входных характеристик инвертора СБП (входное напряжение UАКБ). Все АКБ вне зависимости от типа характеризуются следующими основными электрическими параметрами:

1. Номинальное напряжение элемента в заряженном состоянии.

2. Номинальное напряжение батареи (сборки из элементов, как правило, из 3 или 6).

3. Минимальным конечным напряжением на элементе при разряде.

4. Минимальным конечным напряжением батареи.

5. Емкость в ампер—часах.

6. Зарядные характеристики, которые регламентируют правила заряда.

7. Разрядные характеристики (разрядные кривые, разрядные таблицы), которые регламентируют штатные режимы работы в режиме разряда.

Как отмечалось ранее, чаще всего в СБП применяются стационарные свинцово-кислотные АКБ.

Номинальное напряжение на элементе (Uэл) свинцово—кислотной батареи составляет 2 В, номинальное напряжение батареи из 6 элементов (Uбат) – 12 В.

Если АКБ размещается в корпусе или одном конструктиве с СБП, то количество элементов или батарей можно определить по формуле:

N≈ Uакб/Uэл (16)

для количества элементов,

N≈ Uакб/Uбат (17)

для количества батарей.

N округляется в большую сторону до целого числа.

АКБ подключается к СБП с помощью кабелей, шин (токораспределительной сети), в которой могут происходить потери (падения напряжения Uтрс). В (16) и (17) потери приняты равными нулю, однако на практике они могут быть больше. Нормативами для предприятий связи и телекоммуникаций определяется значением не более 4%. Если такие потери присутствуют, то требуется их учесть при расчете:

N≈ (Uакбвх+ ΔUтрс)/Uэл (18)

для количества элементов,

N≈ (Uакбвх+ ΔUтрс)/Uбат (19)

для количества батарей.

N округляется в большую сторону до целого числа.

АКБ всех типов в составе разрядных характеристик имеют такой параметр, как коэффициент отдачи по емкости ηQ. Он характеризует доступность запасенной в АКБ энергии в зависимости от температуры окружающей среды и тока разряда. Иными словами, паспортная емкость АКБ в 100 А·ч вовсе не означает, то при окружающей температуре в 25 ⁰С может в течение часа отдавать ток в 100 А. Номинальная емкость, указанная в паспорте свинцово-кислотных АКБ, обычно соответствует 10 часовому режиму разряда при 20 ⁰С, ток разряда Iраз=0,1·С10. Коэффициент отдачи в этом случае равен 1, и это наиболее оптимальный режим разряда. При выборе АКБ для СБП предприятий связи рекомендуется соотношением IРАБ ≈ Iраз при продолжительности разряда 10 часов. При других токах разряда коэффициент отдачи меньше 1.

таблица 10

Коэффициент отдачи свинцово кислотных АКБ

tp, ч	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
ηQ	1	0,97	0,94	0,91	0,89	0,83	0,8	0,75	0,61	0,51

В таблице 10 приведены типичные значения коэффициента отдачи для одного из типов свинцово-кислотных АКБ при 20 0С. Для АКБ других типов и конструкции они могут отличаться. При разрядах большими токами в 5 и более раз выше тока номинального 10 часового разряда, коэффициент отдачи существенно снижается. В целом для свинцово—кислотных АКБ имеет место соотношение для выбора емкости в зависимости от условий разряда (и соответственно для определенного времени автономной работы):

С10=Iраз×tраз/(ηQ×(1+0,008×(tср-20ºС)) (20)

С10 округляется в большую сторону. Следует помнить, что для увеличения времени автономной работы СБП увеличение емкости АКБ может иметь ограничения в силу расчетных параметров работы и особенностей конструкции.

Рассмотренные формулы и соотношения позволяют определить основные электрические характеристики СБП.

Классическим является использование системы бесперебойного питания переменного тока. Однако в ряде областей, например телекоммуникациях, применяется достаточное количество оборудования постоянного тока. Для него используются вторичные источники питания – выпрямительные устройства, которые также требует обеспечения бесперебойного питания.

В перечне вопросов для составления ТЗ по проектированию системы бесперебойного питания мы не случайно упомянули выпрямительные устройства. Если они осуществляют электропитание аппаратуры, мощность которой сравнима с остальной нагрузкой (более 15—20% от мощности остальной нагрузки), то рекомендуется рассмотреть вариант комбинированной СБП, сочетающей в себе СБП переменного и постоянного тока. В ряде случаев, когда 80—90% мощности потребляет телекоммуникационное оборудование с питанием от постоянного тока, то СБП постоянного тока может являться основной, а бесперебойность питания оборудования переменного тока может осуществляться отдельными инверторами. В 2017 году на ежегодной конференции СПРЭС был представлен доклад эксплуатационного подразделения Казахтелекома именно с таким решением. Оно было продиктовано недостаточно оперативной организацией обслуживания ранее установленной СБП переменного тока со стороны поставщика. По информации докладчика новая конфигурация оказалась более надежной и экономичной с точки зрения эксплуатации ДГУ, поскольку большинство нештатных ситуаций в основной сети решались СБП за счет АКБ большой емкости.

В системах электропитания постоянного тока для телекоммуникаций в основном используются напряжения 24, 48 и 60 В. Расчет СБП следует начать с определения (либо задания требуемой) мощности электроприемников (оборудования, аппаратуры связи) с учетом значения питающего напряжения постоянного тока.

таблица 11

Состав и характеристики оборудования с питанием от постоянного тока

Наименование	U пит	I ном	I макс
А
В
С
….
Итого

Если в системе электропитания объекта используется постоянное напряжение одного номинала, то построение СБП постоянного тока является наиболее простым. Могут использоваться все рассмотренные ранее системы организации бесперебойного питания, включая использование АКБ в буферном режиме. Если в системе требуется обеспечение 2-х или 3-х номиналов, то эта задача может быть решена либо использованием отдельных батарей (батарейных групп), либо конвертера с несколькими выходами, или же отдельных конвертеров с гальванической развязкой.

Расчет числа элементов (батарей) в группе производится аналогично (9) и (10), в качестве Uакбвх (входное напряжение батареи) подставляется либо номинал выходного напряжения постоянного тока Uсбп (для схем буферного включения АКБ с вольтодобавочным конвертером), либо входное напряжение конвертора Uвхконв. То есть для систем на 1 номинал без конвертора:

N≈(Uсбп+ΔUтрс)/Uэл (21)

для количества элементов,

N≈(Uсбп+ΔUтрс)/Uбат (22)

для количества батарей.

N округляется в большую сторону до целого числа.

N≈(Uвхконв+ΔUтрс)/Uэл (23)

для количества элементов,

N≈(Uвхконв+ΔUтрс)/Uакб (24)

для количества батарей.

N округляется в большую сторону до целого числа.

Несколько иначе рассчитывается емкость АКБ. Необходимо принять во внимание параметры мощности и выходного тока. Мощность постоянного тока определяется как произведение напряжения на ток. Если в конфигурации присутствует конвертор, то требуется учесть его КПД ηконв и коэффициент конвертации Кконв= Uвых/Uвх. Должно соблюдаться соотношение

Pакб≥Uакб×Iвых×Кконв/ηконв (25)

Iакб≥Iвых×Кконв/ηконв (26)

Если используется конвертор с несколькими выходами (или несколько конвертеров), то:

Pакб≥ΣUакб×Iiвых×Кiконв/ηiконв (27)

Iакб≥ΣIiвых×Кiконв/ηiконв (28)

На основании (20-28), необходимого времени работы, разрядных характеристик АКБ определяется требуемая емкость в ампер часах.

Расчет и выбор выпрямительного устройства осуществляется на основании параметров нагрузки, схемы организации системы бесперебойного питания, зарядных характеристик АКБ.

В целом выпрямительное устройство (или группа выпрямительных устройств) должны обеспечивать при стабильном напряжении достаточный ток для питания нагрузки, заряда АКБ в послеаварийном и текущем режиме:

Iву≥Iнагр+Iзар+Iсодакб (29)

Если для заряда и содержания АКБ используется отдельное ВУ, то для него

Iвуакб≥Iзар+Iсодакб (30)

Для заряда и содержания свинцово-кислотных АКБ на элементе батареи должно быть

Uэл≈Uз +ΔUсод =2,14+0,14=2,28 В (31)

Входная мощность ВУ указывается производителем в паспорте. Оценить ее также можно на основании КПД ВУ ηву и выходной мощности:

Pвхвуном≥Pвыхвуном/ηву (32)

для номинальной мощности

Pвхвумакс≥Pвыхвумакс/ηву (33)

для максимальной мощности.

Полная входная мощность S (номинальная и максимальная) находится на основании входной активной мощности и входного коэффициента мощности ВУ λву:

Sвуном=Pвхвуном/λву (34)

Sвумакс=Pвхвумакс/λву (35)

Для СБП с вольтодобавочным конвертером (ВДК) выбор ВДК осуществляется исходя из заданной степени стабилизации выходного напряжения, а также минимального конечного напряжения на АКБ.

В последнее время СБП с использованием ВДК применяются значительно реже, чем 10—15 лет назад. С одной стороны, это связано с наличием внутренних схем стабилизации в современном оборудовании и более высокая устойчивость к колебаниям питающего напряжения постоянного тока. С другой стороны, системы на основе ВДК по стоимости практически не дают существенных преимуществ в сравнении с конверторными системами или системами с отделенной от нагрузки АКБ с гальванической развязкой. Многие производители сегодня либо предлагают маломощные модели, либо решения по техническому заданию заказчика.

Статья о реактивной+нагрузке из The Free Dictionary

Реактивная+нагрузка | Статья о реактивной+нагрузке The Free Dictionary

Реактив+нагрузка | Статья о реактивной+нагрузке The Free Dictionary

---

Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.

Возможно, Вы имели в виду:

Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:

реактивный нагрузка

Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:

Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.

Полный браузер ?

• ▲
• Реактивное напыление
• Травление реактивным распылением
• Реактивное питание и управление напряжением
• Инструмент проверки реактивной системы
• реактивный системный амилоидоз
• реактивный системный амилоидоз
• реактивный системный амилоидоз
• реактивный системный амилоидоз
• Реактивный табу-поиск
• реактивный тромбоцитоз
• реактивный тромбоцитоз
• реактивный тромбоцитоз
• реактивный тромбоцитоз
• реактивная тяга
• Реакция на упреждающие когнитивные воплощенные системы
• Реактивное местное защитное средство для кожи
• Реактивный индикатор
• реактивная трассировка
• Реактивный транспорт Трехмерная модель
• Реактивный транспорт в 3-х измерениях

• Моделирование реактивного транспорта
• Реактивное турбобурение
• Синдром реактивной дисфункции верхних дыхательных путей
• Реактивный пользовательский интерфейс
• Реактивное летучее органическое соединение
• Реактивный вольт-ампер
• Реактивный вольт-ампер
• реактивный вольт-ампер-час
• Вольт-амперметр реактивный
• реактивное напряжение
• реактивная+нагрузка
• Реактивно-ионное травление
• Реактивно-ионное травление
• Рост зерна с реактивным шаблоном
• реактивно
• реактивно
• реактивно
• реактивность
• реактивность
• реактивность
• Reactivité des Systèmes Granulaires

• Reactivité Moleculaire et Matériaux
• реактивность
• реактивность
• реактивность
• реактивность
• Реакционная способность (химия)
• Поправочный коэффициент реактивности
• Воспламенение от сжатия с регулируемой реактивностью
• Авария при вводе реактивности
• Система контроля реактивности и сигнализации
• Форма оценки реактивности психоза
• Рабочая группа по изучению реактивности
• Серия реактивности
• Серия реактивности
• Реакционная способность, коррозионная активность, воспламеняемость
• Авария, вызванная реактивностью
• реактогенный
• реактогенность
• реактология
• реактология
• ▼

Сайт: Следовать:

Делиться:

Открыть / Закрыть

 

реактивных нагрузок для гитарных усилителей — Нойнабер Аудио

Возможно, вам нужен линейный выход или выход на наушники для гитарного усилителя, или, может быть, вы просто хотите, чтобы ваш усилитель звучал так, как будто он работает на полную мощность без оглушительного уровня громкости. А реактивная нагрузка звучит более, ну, «реактивно». Но что это на самом деле означает?

Это будет немного технически. Я постараюсь быть кратким и объяснять только то, что необходимо. Некоторые детали будут замазаны, потому что я не хочу превращать это в диссертацию.

Начнем с некоторых основ: нагрузка — это просто часть электрической цепи, которая потребляет энергию. В типичном гитарном усилителе громкоговоритель является нагрузкой. Гитарным усилителям, в силовой части которых используются вакуумные лампы, для безопасной работы требуется нагрузка, поэтому не включайте ламповый усилитель без динамика или подключенной нагрузки. Таким образом, чтобы получить ослабленный или линейный выходной сигнал, вам нужно что-то, что может имитировать нагрузку, создаваемую вашим громкоговорителем, но при этом не издавать никакого звука.

Вы, вероятно, встречали термин полное сопротивление , который используется для количественной оценки нагрузки громкоговорителя. Например, некоторые гитарные динамики имеют импеданс 16 Ом (Ом). Полное сопротивление — это просто сумма сопротивления и реактивного сопротивления:

• Сопротивление — сопротивление нагрузки постоянному электрическому току ; он статически сопротивляется протеканию тока.
• Реактивное сопротивление — сопротивление нагрузки изменению по электрическому току; его оппозиция реагирует на изменения в потоке тока. Скорость изменения — это просто другое название частоты ; поэтому можно сказать, что реактивное сопротивление — это частотно-зависимая оппозиция току.

Таким образом, «реактивная» нагрузка — это нагрузка, имеющая реактивное сопротивление в дополнение к сопротивлению, тогда как так называемая «фиктивная нагрузка» обычно имеет только сопротивление. Как оказалось, термин «реактивный» не был придуман каким-то маркетологом, чтобы продавать больше грузовых боксов (хотя он, вероятно, был использован этим маркетологом), и на самом деле он имеет устоявшееся определение в лексиконе электроники.

Но почему реактивная нагрузка звучит иначе, чем чисто резистивная? В то время как аудиоусилители общего назначения имеют очень низкий выходной импеданс по сравнению с их нагрузкой, гитарные усилители обычно этого не делают (или они имитируют этот эффект за счет уменьшения демпфирования). А когда усилитель имеет достаточно высокое выходное сопротивление, реактивная нагрузка влияет на АЧХ.

Итак, у нас, наконец, достаточно исходной информации, чтобы ответить на вопрос: реактивная нагрузка влияет на частотную характеристику.

Однако простое превращение нагрузки в реактивную может не привести к более убедительной симуляции громкоговорителя. Существует бесконечное количество способов управления частотной характеристикой; некоторые могут звучать лучше, некоторые хуже. И только один будет соответствовать моделируемому громкоговорителю.

Здесь я должен отметить, что для защиты лампового усилителя мощности необходима только резистивная нагрузка. Эффект реактивного сопротивления — будучи просто фильтром — может быть реализован после ослабления сигнала до линейного уровня. Это дешевле, может привести к более точному отклику, и его гораздо легче настроить.

Фактически, другие эффекты, проявляемые громкоговорителем, также могут быть более эффективно смоделированы с помощью электронных средств, и эти явления не следует путать с эффектом реактивного сопротивления:

• Громкоговорители имеют значительный механический резонанс на низких частотах.
• На низких частотах отклик зависит от корпуса громкоговорителя.
• Громкоговорители демонстрируют изменяющуюся во времени (динамическую) характеристику из-за сжатия мощности  — это не следует путать с мощностью ампер компрессия, т.е. блок питания «проседает» в амп.
• Громкоговорители проявляют нелинейные эффекты — в основном частотно-зависимые искажения, возникающие при слишком сильном воздействии.
• И, конечно же, громкоговорители имеют характерную частотную характеристику — независимую от нагрузки, которую они представляют для усилителя.

Зная это, существует ли ситуация, в которой уместна реактивная нагрузка? На самом деле, есть: если вы хотите запустить свой усилитель на полную мощность, но слушать через громкоговоритель на более низком уровне. В этом случае вам нужно, чтобы амортизирующая нагрузка максимально точно имитировала нагрузку вашего громкоговорителя. Однако реактивное сопротивление — это только одна часть уравнения. Ослабленный выход может звучать не совсем так, как ваш громкоговоритель на полной громкости, но в этом случае реактивная нагрузка должна звучать лучше, чем резистивная нагрузка.

Таким образом, реактивная нагрузка — это просто нагрузка, полное сопротивление которой зависит от частоты. Реактивная нагрузка желательна при использовании для ослабления выходного сигнала вашего усилителя в сочетании с вашим обычным громкоговорителем. Однако простое добавление реактивного сопротивления к нагрузке не приводит к исчерпывающей симуляции гитарного динамика. Если ваша единственная цель состоит в том, чтобы добиться линейного уровня, имитирующего громкоговоритель на выходе вашего усилителя, то вам лучше подойдет резистивная нагрузка, которая питает комплексный симулятор громкоговорителя, который имитирует реактивное сопротивление, а также другие атрибуты громкоговорителя.