Реактивная и активная мощность — что это такое, в чем отличие, как определить коэффициент и баланс мощностей

Мощность является самой важной и распространенной физической величиной. С помощью нее происходит множество процессов, помогающим нам в быту. В этой статье мы разберемся в разновидностях мощности и местах их использования.

Любой электрический прибор работает способом подключения к электрической сети, использует переменный ток. Это важно отметить, так как в дальнейшем мы будем разбираться и связывать эти понятия с мощностью прибора.

Мощностью называют физическую величину, которая показывает отображение скорость переработки электрической энергии или ее передачу по сети. Другими словами, такое определение можно воспринимать как соотношение проделанной работы к отрезку времени, за который была выполнена работа.

Более четко понять определение слова «мощность» можно на примере простой лампы накаливания. Скорость переработки электричества, которое использовала на себя лампочка и будет ее мощность. Следовательно, чем сильнее мощность прибора изначально — тем больше прибор употребит энергии. В нашем случае это означает, что и количество света будет больше.

Рассчитывая мощность, необходимо не забывать, что она делится на реактивную, активную, и вместе составляющею (полную)

Содержание

Активная мощность

Активная мощность — такая мощность, что используется и имеет потребность в электрической цепке переменного тока. Ее также можно называть истинной или реальной (настоящей). Более правильным названием все-таки — активная мощность. Единица измерения данного вида мощности — киловатт (кВт) или МВт. Это фактические результаты электрической системы, которая управляет электрическими цепями или нагрузкой.

Активная мощность (P) представляет собой полезную мощность, затрачиваемую нагрузками на выполнение реальной работы, то есть на преобразование электрической энергии в другие виды энергии.

Реальная работа, выполняемая лампой накаливания, заключается в переходе электроэнергии в свет и тепло. В электроэнергии реальная работа совершается за ту часть тока, которая находится в фазе с напряжением. На участке, где ток не совпадает по фазе с напряжением, реальной работы не будет. Реальная работа, выполняемая лампой накаливания, заключается в преобразовании электрической энергии в свет и тепло.

В электроэнергии реальная работа совершается за ту часть тока, которая находится в фазе с напряжением. На участке, где ток не совпадает по фазе с напряжением, реальной работы не будет.

Реактивная мощность

Мощность, образованную во время работы электрических приборов (только при индуктивной нагрузке, возможно и емкостной) называют Реактивной, ее же вредной. Если говорить более простыми словами — эта та мощность, что перешла от первоисточника к потребляемому прибору и вернулась в сеть.

Реактивная мощность — это тип мощности, который не совершает реальной работы и обычно связан с такими элементами (реактивными) (катушками индуктивности и конденсаторами).

Например, индуктивность нагрузки, такой как двигатель, приводит к тому, что ток нагрузки отстает от напряжения. Мощность, возникающая на индуктивности, колеблется между самой индуктивностью и источниками питания, не производящими сети. По этой причине она называется мнимой или реактивной мощностью, поскольку никакая мощность не рассеивается и не расходуется.

В связи с тем, что она вредоносна касательно сети питания, ее стараются как можно больше компенсировать.

Обозначение реактивной мощности — латинская буква Q.

Разумеется, что эта сторона мощности не несет пользы и не может быть активной, что еще раз подтверждает необходимость ее компенсации.

Если рассматривать реактивную мощность как величину в производстве — эта пустая трата средств. Если мощность повышается производство на нее тратит больше чем было задумано изначально, и, выходит, работает себе в ущерб.

КПД реактивной мощности будет считаться оптимальным, когда все возможные двигатели, что могут работать не в холостую так и будут действовать. Самыми приемлемыми показателями считается не больше 60 процентов двигателей. В таком случае производству необходим конденсаторный блок — устройство, которое предупредит перегрев всей сети.

Реактивная мощность будет появляться только в тех условиях, когда реактивные элементы присутствуют в электрической сети. Энергия, что накапливается вскоре, обращается обратно в цепь.

Все приборы также имеют допустимый коэффициент такой мощности. Если брать примером электрический прибор — это порядка 0.9-0.5. Допустимую меру всегда можно найти в инструкции или на самом приборе.

Сам смысл нагрузки реактивной мощности заключается в создании временного сдвига относительно напряжения и фаз тока Высокую производительность устройства можно достигнуть с помощью расчетов и применения формул при расчете данной мощности. Ведь это способствует меньшим затратам на энергию, без ущерба продуктивности производства. Более того, это предотвращает аварийные случаи.

Полная мощность

Часто можно столкнуться с тем, что люди не видят разницу между полной и активной мощностями. Полная мощность это связь активной и вредной мощности, то есть, реактивной. Поэтому, чтобы получить общее значение, необходимо реактивную и активную мощность посчитать вместе. Данная мощность определяется буквой S.

Треугольник мощностей

Прямоугольный треугольник, выражает свои три стороны как разные виды мощности, а именно:

активная
реактивная
полная

Эти стороны треугольника имеют свойство показывать соотношение между всеми тремя силами. Эта геометрическая фигура является полезным инструментом для расчета активной, реактивной и полной мощности в цепи переменного тока, при условии, что две мощности из трех вам известны.

Существует множество комбинаций электрической нагрузки, таких как чисто резистивная, индуктивно емкостная или комбинация RL, RC, RLC, LC и т. д. Индуктивная и емкостная нагрузки потребляют реактивную мощность от источника и снова возвращают мощность в источник.

Разница емкостной и индуктивной нагрузки

Банально, но различаются эти виды нагрузки тем, что имеют емкость или же, в свою очередь, индуктивность. Это означает, что есть способность сохранять энергию в запас и спустя время преобразовывать ее в источник сети.

Для того чтобы индуктивная нагрузка преобразовалась в электрическую сеть, нужно сначала превратить ее в магнитное поле, а только затем обратить в сеть. На примере это выглядит как электрические магниты или выпрямители.

Мы представляем эти три мощности в цепи тока треугольником следующими способами:

Основание треугольного прямоугольника будет выражать активную мощность.
Перпендикуляр треугольника выражает реактивную мощность.
Гипотенуза, соответственно, выходит в роли полной мощности.

Рассмотрим стороны прямоугольного треугольника в мощностях. Теперь мы способны определить мощность переменного тока, используя треугольник мощностей. Но это работает только при условии, что две мощности нам известны.

Чтобы увидеть взаимосвязь между всеми видами мощностей, достаточно также изобразить их на треугольнике мощностей.

Основные формулы и единицы измерения

Итак, на данный момент мы знаем что:

Активная мощность-в физических расчетах обозначается буквой P, измеряется в единицах ватт (Вт)
Реактивная мощность-в физических расчетах обозначается буквой Q, измеряется в единице вольт-ампер (Вар)
Полная мощность-в физических расчетах обозначается S, измеряется в единице вольт-ампер.

Теперь можно обозначить основные формулы нахождения.

Полная мощность находится таким образом:

(Акт мощность2 + Реакт мощность2) = √ (P2+Q2) — это значит, чтобы найти полную мощность, необходимо вычислить корень суммы активной и реактивной мощности в квадрате

Реактивная мощность:

(Полн мощность2 – Акт мощность2) = √(S2-P2) √ (Полная мощность2 – Реактивная мощность2) — похожая схема, только происходит вычисление вместо суммирования мощностей

Активная мощность:

(Полн мощность2 – Реакт мощность2) — √ (S2 –Q2) — в целом все просто.

Как найти активную, реактивную и полную мощность:

Существует множество случаев, где для вычисления одной величины могут понадобиться разные данные и формулы. Таким образом,чтобы найти мощности в однофазной сети понадобится формула: P = V I cosθ, в то время как для трехфазной немного иная: P = √3 VL IL cosθ.

Но, важно отметить, что вычисления должны происходить в одинаковых единицах измерения. То есть, киловольт метры необходимо переводить в вольт-амперы.

Таким образом, мы рассмотрели мощность как физическую величину, ее подвиды и свойства. Работу всех мощностей при производстве и их пользе. Важно отметить, что любая мощность имеет недостатки и пользу, в некотором роде даже вредная (реактивная мощность)