Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Charakterystyka mocy instalacji lub sieci jest niezbędna dla większości znanych urządzeń elektrycznych. Moc czynna (przekazywana, zużywana) opisuje część całkowitej mocy, która jest przesyłana w pewnym okresie częstotliwości prądu przemiennego.
Definicja
Moc czynna i bierna może występować tylko w prądzie przemiennym, ponieważ charakterystyka sieci (prądu i napięcia) stałej jest zawsze równa. Jednostką miary jest moc czynna watów, natomiast bierna to bierny wolt amperowy i kilowar (kvar). Warto zauważyć, że zarówno pełną, jak i aktywną charakterystykę można mierzyć w kW i kVA, zależy to od parametrów konkretnego urządzenia i sieci. W obwodach przemysłowych najczęściej mierzy się w kilowatach.
Inżynieria elektryczna wykorzystuje aktywny składnik jako miarę transferu energii przez oddzielne urządzenia elektryczne. Zastanów się, ile energii zużywają niektórzy z nich:
| Urządzenie | Moc urządzeń gospodarstwa domowego, W / h |
| Ładowarka | 2 |
| Świetlówka DRL | Od 50 |
| System akustyczny | 30 |
| Czajnik elektryczny | 1500 |
| Pralka | 2500 |
| Półautomatyczny falownik | 3500 |
| Myjka wysokociśnieniowa | 3500 |
W związku z powyższym moc czynna jest dodatnią cechą konkretnego obwodu elektrycznego, który jest jednym z głównych parametrów wyboru urządzeń elektrycznych i kontrolowania zużycia energii elektrycznej.
Oznaczenie składnika reaktywnego:
Jest to wartość nominalna, która charakteryzuje obciążenie w urządzeniach elektrycznych za pomocą oscylacji i strat EMF podczas pracy urządzenia. Innymi słowy, przesyłana energia przechodzi do określonego konwertera biernego (jest to kondensator, mostek diodowy itp.) I objawia się tylko wtedy, gdy system zawiera ten komponent.
Obliczanie
Aby określić moc czynną, musisz znać pełną moc, aby obliczyć, używa następującej formuły:
S = U I, gdzie U jest napięciem sieci, a ja jest prądem sieci.
Te same obliczenia są wykonywane przy obliczaniu poziomu transferu energii cewki z symetrycznym połączeniem. Schemat ma następującą postać:
Obliczenie mocy czynnej uwzględnia kąt przesunięcia fazowego lub współczynnik (cos φ), a następnie:
S = U * I * cos φ.
Bardzo ważnym czynnikiem jest to, że ta wielkość elektryczna może być zarówno dodatnia, jak i ujemna. To zależy od tego, jakie cechy ma cos φ. Jeśli kąt fazowy prądu sinusoidalnego mieści się w zakresie od 0 do 90 stopni, moc czynna jest dodatnia, jeśli od 0 do -90 - wtedy wartość ujemna. Zasada obowiązuje tylko dla prądu synchronicznego (sinusoidalnego) (używanego do pracy silnika indukcyjnego, wyposażenia maszyny).
Ponadto jedną z charakterystycznych cech tej cechy jest to, że w obwodzie trójfazowym (na przykład transformator lub generator) aktywny wskaźnik jest w pełni generowany na wyjściu.
Maksymalna i aktywna jest wskazywana przez P, moc bierna - Q.
Ze względu na fakt, że reakcja jest spowodowana ruchem i energią pola magnetycznego, jego formuła (biorąc pod uwagę kąt przesunięcia fazowego) ma następującą postać:
Q L = U L I = I 2 x L
Dla prądu niesinusoidalnego bardzo trudno jest znaleźć standardowe parametry sieciowe. Aby określić pożądane charakterystyki w celu obliczenia mocy czynnej i biernej, stosuje się różne urządzenia pomiarowe. To woltomierz, amperomierz i inne. Na podstawie poziomu obciążenia wybierana jest żądana formuła.
Ze względu na fakt, że charakterystyki reaktywne i aktywne są powiązane z pełną mocą, ich stosunek (równowaga) jest następujący:
S = √P 2 + Q 2, a wszystko to równa się U * I.
Ale jeśli prąd przechodzi bezpośrednio na opór bierny. Ta utrata sieci nie występuje. Powoduje to indukcyjny składnik indukcyjny - C i opór - L. Wskaźniki te są obliczane według wzorów:
Rezystancja indukcyjności: x L = ωL = 2πfL,
Rezystancja pojemnościowa: xc = 1 / (ωC) = 1 / (2πfC).
Aby określić stosunek mocy czynnej i biernej, stosuje się specjalny współczynnik. Jest to bardzo ważny parametr, za pomocą którego można określić, jaka część energii jest niewłaściwie wykorzystywana lub „tracona” podczas działania urządzenia.
Jeśli w sieci występuje aktywny komponent bierny, współczynnik mocy musi być obliczony. Ta wartość nie ma jednostek miary, charakteryzuje konkretnego odbiorcę prądu, jeśli układ elektryczny zawiera elementy reaktywne. Dzięki temu wskaźnikowi staje się jasne, w jakim kierunku i w jaki sposób energia przesuwa się w stosunku do napięcia sieci. Aby to zrobić, potrzebujesz diagramu trójkąta stresu:
Na przykład w obecności kondensatora formuła współczynnika ma następującą postać:
cos φ = r / z = P / S
Aby uzyskać najdokładniejsze wyniki, nie zaleca się zaokrąglania otrzymanych danych.
Odszkodowanie
Biorąc pod uwagę, że przy rezonansie prądu moc bierna wynosi 0:
Q = QL - QC = ULI - UCI
W celu poprawy jakości określonego urządzenia wykorzystywane są specjalne urządzenia w celu zminimalizowania wpływu strat w sieci. W szczególności jest to UPS. To urządzenie nie potrzebuje odbiorników elektrycznych z wbudowaną baterią (na przykład laptopami lub urządzeniami przenośnymi), ale dla większości innych konieczne jest nieprzerwane zasilanie.
Instalując takie źródło, można nie tylko ustalić negatywne skutki strat, ale także obniżyć koszty energii elektrycznej. Eksperci udowodnili, że średnio UPS pomoże zaoszczędzić od 20% do 50%. Dlaczego tak się dzieje :
- Znacznie zmniejszone transformatory mocy obciążenia;
- Przewody mniej ciepła, nie tylko pozytywnie wpływają na ich pracę, ale także zwiększają bezpieczeństwo;
- Urządzenia sygnałowe i radiowe mają zmniejszone zakłócenia;
- Rząd wielkości zmniejszył harmoniczne w sieci elektrycznej.
W niektórych przypadkach specjaliści używają nie pełnoprawnych zasilaczy UPS, ale specjalne kondensatory kompensacyjne. Są odpowiednie do użytku domowego, dostępne i sprzedawane w każdym sklepie elektrycznym. Aby obliczyć planowane i wynikające z tego oszczędności, można użyć wszystkich powyższych wzorów.