Apabila mengira kuasa elektrik yang digunakan oleh mana-mana peranti elektrik atau isi rumah, apa yang dipanggil jumlah kuasa arus elektrik yang melakukan kerja tertentu dalam litar beban tertentu biasanya diambil kira. Istilah "kuasa ketara" bermaksud semua kuasa yang digunakan oleh perkakas elektrik dan termasuk kedua-dua komponen aktif dan komponen reaktif, yang seterusnya ditentukan oleh jenis beban yang digunakan dalam litar. Kuasa aktif sentiasa diukur dan dilaporkan dalam watt (W), manakala kuasa ketara biasanya dilaporkan dalam volt-ampere (VA). Pelbagai peranti yang menggunakan tenaga elektrik boleh beroperasi dalam litar yang mempunyai kedua-dua komponen aktif dan reaktif arus elektrik.

Komponen aktif Kuasa arus elektrik yang digunakan oleh sebarang beban melakukan kerja yang berguna dan diubah menjadi jenis tenaga yang kita perlukan (terma, cahaya, bunyi, dll.). Sesetengah peralatan elektrik beroperasi terutamanya pada komponen kuasa ini. Ini adalah lampu pijar, dapur elektrik, pemanas, ketuhar elektrik, seterika, dll.
Dengan nilai penggunaan kuasa aktif sebanyak 1 kW yang ditunjukkan dalam pasport peranti, ia akan menggunakan jumlah kuasa sebanyak 1 kVA daripada rangkaian.

Komponen reaktif Arus elektrik hanya berlaku dalam litar yang mengandungi unsur reaktif (kearuhan dan kemuatan) dan biasanya dibelanjakan untuk pemanasan yang tidak berguna bagi konduktor yang mana litar ini terdiri. Contoh beban reaktif tersebut ialah motor elektrik pelbagai jenis, alat kuasa mudah alih (gerudi elektrik, pengisar sudut, pengejar dinding, dll.), serta pelbagai peralatan elektronik isi rumah. Jumlah kuasa peranti ini, diukur dalam volt-ampere, dan kuasa aktif (dalam watt) adalah berkaitan antara satu sama lain melalui faktor kuasa cosφ, yang boleh mengambil nilai dari 0.5 hingga 0.9. Peranti ini biasanya menunjukkan kuasa aktif dalam watt dan nilai pekali cosφ. Untuk menentukan jumlah penggunaan kuasa dalam VA, adalah perlu untuk membahagikan nilai kuasa aktif (W) dengan pekali kosφ.

Contoh: jika gerudi elektrik menunjukkan nilai kuasa 600 W dan cosφ = 0.6, maka jumlah kuasa yang digunakan oleh alat ialah 600/0.6 = 1000 VA. Sekiranya tiada data tentang cosφ, anda boleh mengambil nilai anggarannya, yang untuk alat kuasa isi rumah adalah lebih kurang 0.7.

Apabila mempertimbangkan isu komponen aktif dan reaktif elektrik (lebih tepat, kuasanya), kami biasanya bermaksud fenomena yang berlaku dalam litar arus ulang-alik. Ternyata beban yang berbeza dalam litar AC berkelakuan sama sekali berbeza. Sesetengah beban menggunakan tenaga yang dipindahkan kepada mereka untuk tujuan yang dimaksudkan (iaitu, untuk melaksanakan kerja yang berguna), manakala jenis beban lain mula-mula menyimpan tenaga ini dan kemudian memberikannya semula kepada sumber kuasa.

Berdasarkan kelakuannya dalam litar AC, pelbagai beban pengguna dibahagikan kepada dua jenis berikut:

1. Jenis beban aktif menyerap semua tenaga yang diterima daripada sumber dan menukarkannya kepada kerja yang berguna (cahaya dari lampu, contohnya), dan bentuk arus dalam beban dengan tepat mengulangi bentuk voltan merentasinya (tiada anjakan fasa).

2. Jenis beban reaktif dicirikan oleh fakta bahawa pertama (dalam tempoh masa tertentu), pengumpulan tenaga yang dibekalkan oleh sumber kuasa berlaku di dalamnya. Kemudian tenaga yang disimpan (dalam tempoh masa tertentu) diberikan semula kepada sumber ini. Beban sedemikian termasuk elemen litar elektrik seperti kapasitor dan induktor, serta peranti yang mengandunginya. Lebih-lebih lagi, dalam beban sedemikian terdapat peralihan fasa 90 darjah antara voltan dan arus. Memandangkan tujuan utama sistem bekalan kuasa sedia ada adalah untuk menghantar elektrik secara berguna daripada pengeluar terus kepada pengguna (daripada mengepamnya ke sana ke mari) - komponen kuasa reaktif biasanya dianggap sebagai ciri berbahaya litar.

Kerugian akibat komponen reaktif dalam rangkaian secara langsung berkaitan dengan nilai faktor kuasa yang dibincangkan di atas, i.e. Semakin tinggi kos φ pengguna, semakin rendah kehilangan kuasa dalam talian dan semakin murah untuk memindahkan elektrik kepada pengguna.
Oleh itu, faktor kuasa yang memberitahu kita betapa cekap kuasa operasi sumber elektrik digunakan. Untuk meningkatkan faktor kuasa (cosφ), kaedah khas pampasan kuasa reaktif digunakan dalam semua jenis pemasangan elektrik.
Biasanya, untuk meningkatkan faktor kuasa (dengan mengurangkan peralihan fasa antara arus dan voltan - sudut φ), peranti pampasan khas dimasukkan ke dalam rangkaian sedia ada, yang merupakan penjana tambahan arus terkemuka (kapasitif).
Di samping itu, selalunya, untuk mengimbangi kerugian yang timbul daripada komponen induktif litar, ia menggunakan bank kapasitor yang disambungkan selari dengan beban kerja dan digunakan sebagai pemampas segerak.

Saya melihat peranti penjimat tenaga di Internet, yang, seperti yang saya faham, hanya pasangkan ke soket yang paling hampir dengan meter. Adakah sesiapa pernah menggunakannya? Adakah mereka benar-benar menjimatkan tenaga? Dan mereka juga menulis bahawa mereka meningkatkan kualiti elektrik dan dengan itu mengelakkan kerosakan pada peralatan elektrik. Saya ingin mendengar maklum balas.

Apabila mengira kuasa elektrik yang digunakan oleh mana-mana peranti elektrik atau isi rumah, apa yang dipanggil jumlah kuasa arus elektrik yang melakukan kerja tertentu dalam litar beban tertentu biasanya diambil kira. Istilah "kuasa ketara" bermaksud semua kuasa yang digunakan oleh perkakas elektrik dan termasuk kedua-dua komponen aktif dan komponen reaktif, yang seterusnya ditentukan oleh jenis beban yang digunakan dalam litar. Kuasa aktif sentiasa diukur dan dilaporkan dalam watt (W), manakala kuasa ketara biasanya dilaporkan dalam volt-ampere (VA). Pelbagai peranti yang menggunakan tenaga elektrik boleh beroperasi dalam litar yang mempunyai kedua-dua komponen aktif dan reaktif arus elektrik.

Komponen aktif kuasa arus elektrik yang digunakan oleh sebarang beban melakukan kerja yang berguna dan diubah menjadi jenis tenaga yang kita perlukan (terma, cahaya, bunyi, dll.). Sesetengah peralatan elektrik beroperasi terutamanya pada komponen kuasa ini. Ini adalah lampu pijar, dapur elektrik, pemanas, ketuhar elektrik, seterika, dll.
Dengan nilai penggunaan kuasa aktif sebanyak 1 kW yang ditunjukkan dalam pasport peranti, ia akan menggunakan jumlah kuasa sebanyak 1 kVA daripada rangkaian.

Komponen reaktif arus elektrik hanya berlaku dalam litar yang mengandungi unsur reaktif (aruhan dan kemuatan) dan biasanya dibelanjakan untuk pemanasan tidak berguna konduktor yang membentuk litar ini. Contoh beban reaktif tersebut ialah motor elektrik pelbagai jenis, alat kuasa mudah alih (gerudi elektrik, pengisar sudut, pengejar dinding, dll.), serta pelbagai peralatan elektronik isi rumah. Jumlah kuasa peranti ini, diukur dalam volt-ampere, dan kuasa aktif (dalam watt) adalah berkaitan antara satu sama lain melalui faktor kuasa cosφ, yang boleh mengambil nilai dari 0.5 hingga 0.9. Peranti ini biasanya menunjukkan kuasa aktif dalam watt dan nilai pekali cosφ. Untuk menentukan jumlah penggunaan kuasa dalam VA, adalah perlu untuk membahagikan nilai kuasa aktif (W) dengan pekali kosφ.

Contoh: jika gerudi elektrik menunjukkan nilai kuasa 600 W dan cosφ = 0.6, maka jumlah kuasa yang digunakan oleh alat ialah 600/0.6 = 1000 VA. Sekiranya tiada data tentang cosφ, anda boleh mengambil nilai anggarannya, yang untuk alat kuasa isi rumah adalah lebih kurang 0.7.

Apabila mempertimbangkan isu komponen aktif dan reaktif elektrik (lebih tepat, kuasanya), kami biasanya bermaksud fenomena yang berlaku dalam litar arus ulang-alik. Ternyata beban yang berbeza dalam litar AC berkelakuan sama sekali berbeza. Sesetengah beban menggunakan tenaga yang dipindahkan kepada mereka untuk tujuan yang dimaksudkan (iaitu, untuk melaksanakan kerja yang berguna), manakala jenis beban lain mula-mula menyimpan tenaga ini dan kemudian memberikannya semula kepada sumber kuasa.

Berdasarkan kelakuannya dalam litar AC, pelbagai beban pengguna dibahagikan kepada dua jenis berikut:

1. Jenis beban aktif menyerap semua tenaga yang diterima daripada sumber dan menukarkannya kepada kerja yang berguna (cahaya dari lampu, contohnya), dan bentuk arus dalam beban dengan tepat mengulangi bentuk voltan merentasinya ( tiada anjakan fasa).

2. Jenis beban reaktif dicirikan oleh fakta bahawa pertama (dalam tempoh masa tertentu), ia mengumpul tenaga yang dibekalkan oleh sumber kuasa. Kemudian tenaga yang disimpan (dalam tempoh masa tertentu) diberikan semula kepada sumber ini. Beban sedemikian termasuk elemen litar elektrik seperti kapasitor dan induktor, serta peranti yang mengandunginya. Lebih-lebih lagi, dalam beban sedemikian terdapat peralihan fasa 90 darjah antara voltan dan arus. Memandangkan tujuan utama sistem bekalan kuasa sedia ada adalah untuk menghantar elektrik secara berguna daripada pengeluar terus kepada pengguna (daripada mengepamnya ke belakang dan ke belakang) - komponen kuasa reaktif biasanya dianggap sebagai ciri berbahaya litar.

Kerugian akibat komponen reaktif dalam rangkaian secara langsung berkaitan dengan nilai faktor kuasa yang dibincangkan di atas, i.e. Semakin tinggi kosφ pengguna, semakin rendah kehilangan kuasa dalam talian dan semakin murah untuk memindahkan elektrik kepada pengguna.
Oleh itu, faktor kuasa yang memberitahu kita betapa cekap kuasa operasi sumber elektrik digunakan. Untuk meningkatkan faktor kuasa (cosφ), kaedah khas pampasan kuasa reaktif digunakan dalam semua jenis pemasangan elektrik.
Biasanya, untuk meningkatkan faktor kuasa (dengan mengurangkan peralihan fasa antara arus dan voltan - sudut φ), peranti pampasan khas dimasukkan ke dalam rangkaian sedia ada, yang merupakan penjana tambahan arus terkemuka (kapasitif).
Di samping itu, selalunya, untuk mengimbangi kerugian yang timbul daripada komponen induktif litar, ia menggunakan bank kapasitor yang disambungkan selari dengan beban kerja dan digunakan sebagai pemampas segerak.

Daripada surat pelanggan:
Beritahu saya, demi Tuhan, mengapa kuasa UPS ditunjukkan dalam Volt-Amps, dan bukan dalam kilowatt biasa. Ia sangat tertekan. Lagipun, semua orang telah lama terbiasa dengan kilowatt. Dan kuasa semua peranti ditunjukkan terutamanya dalam kW.
Alexei. 21 Jun 2007

Ciri teknikal mana-mana UPS menunjukkan kuasa ketara [kVA] dan kuasa aktif [kW] - ia mencirikan kapasiti beban UPS. Contoh, lihat foto di bawah:

Kuasa bukan semua peranti ditunjukkan dalam W, sebagai contoh:

• Kuasa transformer ditunjukkan dalam VA:
  http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (pengubah TP: lihat lampiran)
  http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (pengubah TSGL: lihat lampiran)
• Kuasa kapasitor ditunjukkan dalam Vars:
  http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (kapasitor K78-39: lihat lampiran)
  http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (kapasitor UK: lihat lampiran)
• Untuk contoh beban lain, lihat lampiran di bawah.

Ciri-ciri kuasa beban boleh ditentukan dengan tepat oleh satu parameter tunggal (kuasa aktif dalam W) hanya untuk kes arus terus, kerana dalam litar arus terus hanya terdapat satu jenis rintangan - rintangan aktif.

Ciri-ciri kuasa beban untuk kes arus ulang-alik tidak dapat ditentukan dengan tepat oleh satu parameter tunggal, kerana dalam litar arus ulang-alik terdapat dua jenis rintangan - aktif dan reaktif. Oleh itu, hanya dua parameter: kuasa aktif dan kuasa reaktif dengan tepat mencirikan beban.

Prinsip operasi rintangan aktif dan reaktif adalah berbeza sama sekali. Rintangan aktif - menukar tenaga elektrik kepada jenis tenaga lain (terma, cahaya, dll.) secara tidak boleh balik - contoh: lampu pijar, pemanas elektrik (perenggan 39, Fizik gred ke-11 V.A. Kasyanov M.: Bustard, 2007).

Reaktans - secara bergantian mengumpul tenaga dan kemudian melepaskannya kembali ke rangkaian - contoh: kapasitor, induktor (perenggan 40,41, Fizik gred ke-11 V.A. Kasyanov M.: Bustard, 2007).

Selanjutnya dalam mana-mana buku teks tentang kejuruteraan elektrik anda boleh membaca bahawa kuasa aktif (dilesapkan oleh rintangan aktif) diukur dalam watt, dan kuasa reaktif (beredar melalui reaktans) diukur dalam vars; Juga, untuk mencirikan kuasa beban, dua lagi parameter digunakan: kuasa ketara dan faktor kuasa. Semua 4 parameter ini:

1. Kuasa aktif: penunjukan P, unit ukuran: Watt
2. Kuasa reaktif: penunjukan Q, unit ukuran: VAR(Volt Ampere reaktif)
3. Kuasa ketara: penunjukan S, unit ukuran: VA(Vol Ampere)
4. Faktor kuasa: simbol k atau cosФ, unit ukuran: kuantiti tanpa dimensi

Parameter ini dikaitkan dengan hubungan: S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S

Juga cosФ dipanggil faktor kuasa ( Faktor Kuasa – PF)

Oleh itu, dalam kejuruteraan elektrik, mana-mana dua parameter ini ditentukan untuk mencirikan kuasa, kerana selebihnya boleh didapati daripada kedua-dua parameter ini.

Sebagai contoh, motor elektrik, lampu (pelepasan) - dalam mereka. data menunjukkan P[kW] dan cosФ:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (enjin AIR: lihat lampiran)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (lampu DRL: lihat lampiran)
(untuk contoh data teknikal untuk beban yang berbeza, lihat lampiran di bawah)

Ia sama dengan bekalan kuasa. Kuasa mereka (kapasiti beban) dicirikan oleh satu parameter untuk bekalan kuasa DC - kuasa aktif (W), dan dua parameter untuk sumber. Bekalan kuasa AC. Biasanya kedua-dua parameter ini ialah kuasa ketara (VA) dan kuasa aktif (W). Lihat, sebagai contoh, parameter set penjana diesel dan UPS.

Kebanyakan peralatan pejabat dan rumah adalah aktif (tiada atau sedikit tindak balas), jadi kuasanya ditunjukkan dalam Watt. Dalam kes ini, apabila mengira beban, nilai kuasa UPS dalam Watt digunakan. Jika beban adalah komputer dengan bekalan kuasa (PSU) tanpa pembetulan faktor kuasa input (APFC), pencetak laser, peti sejuk, penghawa dingin, motor elektrik (contohnya, pam tenggelam atau motor sebagai sebahagian daripada alat mesin ), lampu balast pendarfluor, dsb., semua output digunakan dalam pengiraan. . Data UPS: kVA, kW, ciri beban lampau, dsb.

Lihat buku teks kejuruteraan elektrik, sebagai contoh:

1. Evdokimov F. E. Asas teori kejuruteraan elektrik. - M.: Pusat penerbitan "Akademi", 2004.

2. Nemtsov M.V. Kejuruteraan elektrik dan elektronik. - M.: Pusat penerbitan "Akademi", 2007.

3. Chastoedov L. A. Kejuruteraan elektrik. - M.: Sekolah Tinggi, 1989.

Lihat juga kuasa AC, Faktor kuasa, Rintangan elektrik, Reaktans http://en.wikipedia.org
(terjemahan: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Permohonan

Contoh 1: kuasa transformer dan autotransformer ditunjukkan dalam VA (Volt Ampere)

http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (pengubah TSGL)

Autotransformer fasa tunggal
TDGC2-0.5 kVa, 2A		AOSN-2-220-82
TDGC2-1.0 kVa, 4A	Latr 1.25	AOSN-4-220-82
TDGC2-2.0 kVa, 8A	Latr 2.5	AOSN-8-220-82
TDGC2-3.0 kVa, 12A
TDGC2-4.0 kVa, 16A
TDGC2-5.0 kVa, 20A		AOSN-20-220
TDGC2-7.0 kVa, 28A
TDGC2-10 kVa, 40A		AOMN-40-220
TDGC2-15 kVa, 60A
TDGC2-20 kVa, 80A

http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (LATR / autotransformers makmal TDGC2)

Contoh 2: kuasa kapasitor ditunjukkan dalam VAR (Volt Ampere reaktif)

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

http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (kapasitor UK)

Contoh 3: data teknikal untuk motor elektrik mengandungi kuasa aktif (kW) dan cosF

Untuk beban seperti motor elektrik, lampu (nyahcas), bekalan kuasa komputer, beban gabungan, dsb. - data teknikal menunjukkan P [kW] dan cosФ (faktor kuasa dan kuasa aktif) atau S [kVA] dan cosФ (kuasa ketara dan faktor kuasa) kuasa).

http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(beban gabungan – mesin pemotong plasma keluli / Inverter Plasma cutter LGK160 (IGBT)

http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (bekalan kuasa PC)

Lampiran 1

Jika beban mempunyai faktor kuasa yang tinggi (0.8 ... 1.0), maka sifatnya mendekati beban rintangan. Beban sedemikian sesuai untuk kedua-dua talian rangkaian dan untuk sumber kuasa, kerana tidak menjana arus dan kuasa reaktif dalam sistem.

Oleh itu, banyak negara telah menerima pakai piawaian yang mengawal selia faktor kuasa peralatan.

Tambahan 2

Peralatan beban tunggal (contohnya, unit bekalan kuasa PC) dan peralatan gabungan berbilang komponen (contohnya, mesin pengilangan industri yang mengandungi beberapa motor, PC, lampu, dll.) mempunyai faktor kuasa rendah (kurang daripada 0.8) daripada unit dalaman (contohnya, penerus bekalan kuasa PC atau motor elektrik mempunyai faktor kuasa 0.6 .. 0.8). Oleh itu, pada masa kini kebanyakan peralatan mempunyai unit input pembetulan faktor kuasa. Dalam kes ini, faktor kuasa input ialah 0.9 ... 1.0, yang sepadan dengan piawaian kawal selia.

Lampiran 3: Nota Penting Berkenaan Faktor Kuasa UPS dan Penstabil Voltan

Kapasiti beban set penjana UPS dan diesel dinormalkan kepada beban industri standard (faktor kuasa 0.8 dengan sifat induktif). Sebagai contoh, UPS 100 kVA / 80 kW. Ini bermakna peranti boleh membekalkan beban rintangan dengan kuasa maksimum 80 kW, atau beban bercampur (reaktif-reaktif) dengan kuasa maksimum 100 kVA dengan faktor kuasa induktif 0.8.

Dengan penstabil voltan keadaannya berbeza. Untuk penstabil, faktor kuasa beban adalah acuh tak acuh. Sebagai contoh, penstabil voltan 100 kVA. Ini bermakna peranti boleh membekalkan beban aktif dengan kuasa maksimum 100 kW, atau mana-mana kuasa lain (aktif tulen, reaktif tulen, campuran) 100 kVA atau 100 kVAr dengan sebarang faktor kuasa yang bersifat kapasitif atau induktif. Ambil perhatian bahawa ini adalah benar untuk beban linear (tanpa arus harmonik yang lebih tinggi). Dengan herotan harmonik besar arus beban (SOI tinggi), kuasa keluaran penstabil dikurangkan.

Tambahan 4

Contoh ilustrasi beban aktif dan reaktif tulen tulen:

• Lampu pijar 100 W disambungkan ke rangkaian arus ulang-alik 220 VAC - di mana-mana dalam litar terdapat arus pengaliran (melalui konduktor wayar dan filamen tungsten lampu). Ciri-ciri beban (lampu): kuasa S=P~=100 VA=100 W, PF=1 => semua kuasa elektrik aktif, bermakna ia diserap sepenuhnya dalam lampu dan ditukar kepada kuasa haba dan cahaya.
• Kapasitor bukan kutub 7 µF disambungkan kepada rangkaian arus ulang alik sebanyak 220 VAC - terdapat arus pengaliran dalam litar wayar, dan arus pincang mengalir di dalam kapasitor (melalui dielektrik). Ciri-ciri beban (kapasitor): kuasa S=Q~=100 VA=100 VAr, PF=0 => semua kuasa elektrik adalah reaktif, yang bermaksud ia sentiasa beredar dari punca ke beban dan kembali, sekali lagi ke beban, dan lain-lain.

Tambahan 5

Untuk menunjukkan reaktansi utama (induktif atau kapasitif), faktor kuasa diberikan tanda:

+ (tambah)– jika jumlah tindak balas adalah induktif (contoh: PF=+0.5). Fasa semasa ketinggalan di belakang fasa voltan dengan sudut Ф.

- (tolak)– jika jumlah tindak balas adalah kapasitif (contoh: PF=-0.5). Fasa semasa memajukan fasa voltan mengikut sudut F.

Lampiran 6

Soalan tambahan

Soalan 1:
Mengapakah semua buku teks kejuruteraan elektrik, semasa mengira litar AC, menggunakan nombor/kuantiti khayalan (contohnya, kuasa reaktif, reaktans, dll.) yang tidak wujud dalam realiti?

Jawapan:
Ya, semua kuantiti individu di dunia sekeliling adalah nyata. Termasuk suhu, reaktansi, dsb. Penggunaan nombor khayalan (kompleks) hanyalah teknik matematik yang memudahkan pengiraan. Hasil pengiraan adalah nombor yang semestinya nyata. Contoh: kuasa reaktif bagi beban (kapasitor) 20 kVAr ialah aliran tenaga sebenar, iaitu, Watt sebenar yang beredar dalam litar beban sumber. Tetapi untuk membezakan Watts ini daripada Watts yang diserap oleh beban yang tidak dapat dipulihkan, mereka memutuskan untuk memanggil "Watts beredar" reaktif Volt Amperes ini.

Ulasan:
Sebelum ini, hanya kuantiti tunggal digunakan dalam fizik, dan apabila mengira, semua kuantiti matematik sepadan dengan kuantiti sebenar dunia sekeliling. Sebagai contoh, jarak sama dengan kelajuan masa masa (S=v*t). Kemudian, dengan perkembangan fizik, iaitu, apabila objek yang lebih kompleks dikaji (cahaya, gelombang, arus elektrik berselang-seli, atom, ruang, dll.), Sebilangan besar kuantiti fizikal kelihatan sehingga menjadi mustahil untuk mengira setiap satu. secara berasingan. Ini bukan sahaja masalah pengiraan manual, tetapi juga masalah menyusun atur cara komputer. Untuk menyelesaikan masalah ini, kuantiti tunggal hampir mula digabungkan menjadi lebih kompleks (termasuk 2 atau lebih kuantiti tunggal), tertakluk kepada undang-undang transformasi yang diketahui dalam matematik. Beginilah cara kuantiti skalar (tunggal) (suhu, dsb.), vektor dan kuantiti dwi kompleks (impedans, dsb.), kuantiti vektor tiga kali ganda (vektor medan magnet, dsb.), dan kuantiti yang lebih kompleks muncul - matriks dan tensor (dielektrik). tensor malar, tensor Ricci dan lain-lain). Untuk memudahkan pengiraan dalam kejuruteraan elektrik, kuantiti dwi khayalan (kompleks) berikut digunakan:

1. Jumlah rintangan (galangan) Z=R+iX
2. Kuasa ketara S=P+iQ
3. Pemalar dielektrik e=e"+iaitu"
4. Kebolehtelapan magnet m=m"+im"
5. dan sebagainya.

Soalan 2:

Halaman http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power menunjukkan S P Q Ф pada kompleks, iaitu, satah khayalan / tidak wujud. Apa kaitan semua ini dengan realiti?

Jawapan:
Sukar untuk menjalankan pengiraan dengan sinusoid sebenar, oleh itu, untuk memudahkan pengiraan, gunakan perwakilan vektor (kompleks) seperti dalam Rajah. lebih tinggi. Tetapi ini tidak bermakna S P Q yang ditunjukkan dalam rajah itu tidak berkaitan dengan realiti. Nilai sebenar S P Q boleh dibentangkan dalam bentuk biasa, berdasarkan pengukuran isyarat sinusoidal dengan osiloskop. Nilai S P Q Ф I U dalam litar arus ulang-alik "beban sumber" bergantung pada beban. Di bawah ialah contoh isyarat sinusoidal sebenar S P Q dan Ф untuk kes beban yang terdiri daripada rintangan aktif dan reaktif (induktif) yang disambungkan secara bersiri.

Soalan 3:
Menggunakan pengapit arus konvensional dan multimeter, arus beban 10 A dan voltan beban 225 V diukur. Kami mendarab dan mendapatkan kuasa beban dalam W: 10 A · 225V = 2250 W.

Jawapan:
Anda telah memperoleh (mengira) jumlah kuasa beban 2250 VA. Oleh itu, jawapan anda hanya akan sah jika beban anda adalah rintangan semata-mata, maka sememangnya Volt Ampere adalah sama dengan Watt. Untuk semua jenis beban lain (contohnya, motor elektrik) - tidak. Untuk mengukur semua ciri sebarang beban sewenang-wenangnya, anda mesti menggunakan penganalisis rangkaian, contohnya APPA137:

Lihat bacaan lanjut, sebagai contoh:

Evdokimov F. E. Asas teori kejuruteraan elektrik. - M.: Pusat penerbitan "Akademi", 2004.

Nemtsov M.V. Kejuruteraan elektrik dan elektronik. - M.: Pusat penerbitan "Akademi", 2007.

Chastoedov L. A. Kejuruteraan elektrik. - M.: Sekolah Tinggi, 1989.

Kuasa AC, Faktor kuasa, Rintangan elektrik, Reaktans
http://en.wikipedia.org (terjemahan: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Teori dan pengiraan transformer kuasa rendah Yu.N. Starodubtsev / RadioSoft Moscow 2005 / rev d25d5r4feb2013

Kuasa boleh aktif atau penuh. Persoalannya, penuh dengan apa? Tetapi, mereka berkata, dengan apa yang memberi manfaat kepada kita, apa yang berguna untuk kita, tetapi juga... ternyata bukan itu sahaja. Terdapat juga komponen kedua, yang ternyata menjadi sejenis makeweight, dan ia hanya membakar tenaga. Ia memanaskan apa yang tidak diperlukan, tetapi ia menjadikan kita tidak panas atau sejuk.

Kuasa ini dipanggil kuasa reaktif. Tetapi, anehnya, kita sendiri yang dipersalahkan. Atau sebaliknya, sistem kami untuk menjana, menghantar dan menggunakan elektrik.

Kuasa aktif, reaktif dan ketara

Kami menggunakan elektrik menggunakan rangkaian AC. Voltan dalam rangkaian kami turun naik 50 kali setiap saat daripada nilai minimum kepada maksimum. Ia berlaku begitu. Apabila penjana elektrik dicipta, yang menukar gerakan mekanikal kepada elektrik, ternyata mudah alih perpetuum, atau, diterjemahkan dari bahasa Latin, gerakan kekal, paling mudah diatur dalam bulatan. Roda pernah dicipta, dan sejak itu kita tahu bahawa jika anda menggantungnya pada gandar, anda boleh memutarkannya untuk masa yang lama, dan ia akan kekal di tempat yang sama - pada gandar.

Mengapa voltan rangkaian kami berubah-ubah?

Dan penjana elektrik mempunyai paksi dan sesuatu berputar di atasnya. Dan hasilnya adalah voltan elektrik. Hanya penjana terdiri daripada dua bahagian: berputar, pemutar, dan pegun, pemegun. Dan kedua-duanya terlibat dalam penjanaan elektrik. Dan apabila satu bahagian berputar mengelilingi bahagian yang lain, maka tidak dapat tidak titik-titik permukaan bahagian yang berputar itu sama ada mendekati atau menjauhi titik-titik permukaan pegun. Dan kedudukan sendi ini tidak dapat tidak diterangkan oleh hanya satu fungsi matematik - sinusoid. Sinusoid ialah unjuran putaran dalam bulatan pada salah satu paksi geometri. Tetapi banyak kapak sedemikian boleh dibina. Biasanya koordinat kita berserenjang antara satu sama lain. Dan kemudian, apabila titik tertentu berputar dalam bulatan pada satu paksi, unjuran putaran akan menjadi sinusoid, dan pada yang lain - kosinus, atau sinusoid yang sama, hanya beralih berbanding yang pertama dengan seperempat putaran, atau sebanyak 90°.

Ini adalah seperti voltan yang dihantar oleh rangkaian elektrik ke pangsapuri kami.

Sudut putaran di sini tidak dibahagikan kepada 360 darjah,
dan oleh 24 bahagian. Iaitu, satu bahagian sepadan dengan 15°
6 bahagian = 90°

Jadi, voltan dalam rangkaian kami adalah sinusoidal dengan frekuensi 50 hertz dan amplitud 220 volt, kerana lebih mudah untuk membuat penjana yang menjana voltan berselang-seli.

Manfaat daripada voltan AC - faedah sistem

Dan untuk menjadikan voltan malar, anda perlu meluruskannya secara khusus. Dan ini boleh dilakukan sama ada secara langsung dalam penjana (reka bentuk khas - maka ia akan menjadi penjana arus terus), atau suatu ketika nanti. "Suatu hari nanti" ini sangat berguna sekali lagi, kerana voltan berselang-seli boleh ditukar oleh pengubah - dinaikkan atau diturunkan. Ini ternyata menjadi kemudahan kedua voltan bergantian. Dan dengan meningkatkannya dengan transformer kepada voltan LUAR BIASA (setengah juta volt atau lebih), ia boleh dihantar pada jarak yang sangat besar melalui wayar tanpa kehilangan yang besar. Dan ini juga berguna di negara besar kita.

Oleh itu, setelah membawa voltan ke apartmen kami, menurunkannya kepada nilai 220 volt yang agak boleh dibayangkan (walaupun masih berbahaya), mereka sekali lagi terlupa untuk menukarnya kepada pemalar. Dan mengapa? Lampu menyala, peti sejuk berfungsi, TV menyala. Walaupun TV mempunyai voltan malar/bergantian ini... tetapi jangan bincangkan di sini.

Kehilangan Voltan AC

Oleh itu, kami menggunakan rangkaian voltan ulang-alik.

Dan ia mengandungi "pembayaran untuk kealpaan" - tindak balas rangkaian penggunaan kami dan kuasa reaktifnya. Reaktans ialah rintangan kepada arus ulang alik. Dan kuasa yang melepasi peralatan elektrik yang kita gunakan.

Arus yang mengalir melalui wayar mencipta medan elektrik di sekelilingnya. Medan elektrostatik menarik cas daripada segala-galanya yang mengelilingi punca medan, iaitu arus. Dan perubahan dalam arus juga mewujudkan medan elektromagnet, yang mula tidak bersentuhan mendorong arus elektrik dalam semua konduktor di sekeliling. Jadi, sinusoid semasa kita, sebaik sahaja kita menghidupkan sesuatu, bukan hanya semasa, tetapi perubahan berterusannya. Terdapat banyak konduktor di sekeliling, bermula dari selongsong logam peralatan elektrik yang sama, paip logam untuk bekalan air, pemanasan, pembetungan dan berakhir dengan rod tetulang di dinding dan siling konkrit bertetulang. Ia adalah dalam semua ini bahawa elektrik teraruh. Malah air di dalam tangki tandas mengambil bahagian dalam keseronokan umum - arus aruhan juga teraruh di dalamnya. Kami tidak memerlukan elektrik seperti ini sama sekali; kami tidak "memesan"nya. Tetapi ia cuba memanaskan konduktor ini, yang bermaksud ia menghilangkan elektrik dari rangkaian pangsapuri kami.

Untuk mencirikan nisbah kuasa dalam rangkaian AC kami, lukiskan segitiga.

S ialah jumlah kuasa yang digunakan oleh rangkaian kami,
P – kuasa aktif, juga dikenali sebagai beban aktif aktif,
Q – kuasa reaktif.

Jumlah kuasa boleh diukur dengan wattmeter, dan kuasa aktif diperoleh dengan mengira rangkaian kami, di mana kami hanya mengambil kira beban yang berguna kepada kami. Sememangnya, kita mengabaikan rintangan wayar, menganggapnya kecil berbanding rintangan berguna peralatan elektrik.

Kuasa penuh

S = U x I = U a x I f

Iaitu, "bodoh" sudut akut ini, semakin teruk rangkaian penggunaan apartmen dalaman kami berfungsi - banyak tenaga yang hilang.

Apakah kuasa aktif, reaktif dan ketara

Sudut j juga boleh dipanggil sudut peralihan fasa antara arus dan voltan dalam rangkaian kami. Arus adalah hasil penggunaan voltan awal 220 volt dengan frekuensi 50 hertz ke rangkaian kami. Apabila beban aktif, fasa arus bertepatan dengan fasa voltan di dalamnya. Dan beban reaktif menganjakkan fasa ini dengan sudut ini.

Sebenarnya, sudut mencirikan tahap kecekapan penggunaan tenaga kita. Dan kita mesti cuba mengurangkannya. Kemudian S akan mendekati P.

Ia hanya lebih mudah untuk beroperasi bukan dengan sudut, tetapi dengan kosinus sudut. Ini adalah tepat nisbah kedua-dua kuasa:

Kosinus sudut menghampiri satu apabila sudut menghampiri sifar. Iaitu, lebih tajam sudut j, lebih baik dan lebih cekap rangkaian penggunaan elektrik berfungsi. Dalam amalan, jika anda mencapai nilai phi kosinus (dan ia boleh dinyatakan sebagai peratusan) daripada susunan 70–90%, maka ini sudah dianggap baik.

Satu lagi hubungan yang menghubungkan kuasa aktif dan kuasa reaktif sering digunakan:

Daripada gambarajah semasa dan voltan anda boleh mencari ungkapan untuk kuasa: aktif, reaktif dan jumlah.

Jika kuasa aktif yang lebih biasa diukur dalam watt, maka jumlah kuasa diukur dalam volt-ampere (var). Satu watt daripada var boleh dikira dengan mendarab dengan kosinus phi.

Apakah kuasa reaktif

Kuasa reaktif boleh menjadi induktif atau kapasitif. Mereka berkelakuan berbeza dalam litar elektrik. Pada arus terus, induktansi hanyalah sekeping wayar yang mempunyai beberapa rintangan yang sangat kecil. Kapasitor voltan malar hanyalah litar terbuka.

Dan apabila kami menyambungkannya ke litar, gunakan voltan kepada mereka, semasa proses peralihan mereka juga berkelakuan dengan cara yang bertentangan. Kapasitor dicas, dan arus yang terhasil pada mulanya besar, kemudian, apabila pengecasan diteruskan, kecil, berkurangan kepada sifar.

Dalam induktansi, gegelung dengan wayar, medan magnet yang terhasil selepas dihidupkan pada mulanya sangat mengganggu laluan arus, dan ia kecil pada mulanya, kemudian meningkat kepada nilai pegunnya, ditentukan oleh unsur-unsur aktif litar.

Oleh itu, kapasitor menyumbang kepada perubahan arus dalam litar, manakala induktansi menghalang perubahan arus.

Komponen induktif dan kapasitif rintangan rangkaian

Oleh itu, unsur reaktif mempunyai jenis rintangan mereka sendiri - kapasitif dan induktif. Ini berkaitan dengan jumlah rintangan, termasuk komponen aktif dan reaktif, dengan formula berikut:

Z - jumlah rintangan,

R - rintangan aktif,

X – tindak balas.

Sebaliknya, reaktansi terdiri daripada dua bahagian:

X L – induktif dan X C – kapasitif.

Daripada ini kita melihat bahawa sumbangan mereka kepada komponen reaktif adalah berbeza.

Segala-galanya yang induktif dalam rangkaian meningkatkan reaktansi rangkaian, segala-galanya yang kapasitif dalam rangkaian mengurangkan reaktansi.

Perkakas elektrik yang menjejaskan kualiti penggunaan

Jika semua peranti dalam rangkaian kami seperti mentol lampu, iaitu, ia adalah beban aktif semata-mata, tidak akan ada masalah. Sekiranya terdapat rangkaian penggunaan aktif, satu beban aktif berterusan, dan, seperti yang mereka katakan, di medan terbuka - tidak ada apa-apa di sekeliling, maka semuanya akan mudah dikira mengikut undang-undang Ohm dan Kirchhoff, dan ia akan adil - sebanyak seperti yang anda makan, anda membayar sebanyak itu. Tetapi mempunyai "infrastruktur" konduktif misterius di sekeliling kita, dan dalam rangkaian itu sendiri terdapat banyak kapasitansi dan induktansi yang tidak dikira, kami menerima, sebagai tambahan kepada apa yang berguna kepada kami, juga beban reaktif yang tidak diperlukan untuk kami.

Bagaimana untuk menghilangkannya? Apabila rangkaian penggunaan elektrik telah dibuat, langkah boleh diambil untuk mengurangkan komponen reaktif. Pampasan adalah berdasarkan "antagonis" kearuhan dan kemuatan.

Iaitu, dalam rangkaian sedia ada, anda harus mengukur komponennya, dan kemudian menghasilkan pampasan.

Kesan yang sangat baik daripada langkah sedemikian dicapai dalam rangkaian penggunaan besar. Sebagai contoh, di peringkat bengkel kilang dengan sejumlah besar peralatan yang sentiasa beroperasi.

Untuk mengimbangi komponen reaktif, pemampas kuasa reaktif khas (RPC) digunakan, yang mengandungi kapasitor dalam reka bentuknya yang mengubah jumlah anjakan fasa dalam rangkaian menjadi lebih baik.

Penggunaan motor AC segerak dalam rangkaian juga digalakkan, kerana ia mampu mengimbangi kuasa reaktif. Prinsipnya mudah: dalam rangkaian mereka dapat beroperasi dalam mod motor, dan apabila "penyumbatan" elektrik diperhatikan semasa peralihan fasa (bahasa tidak lagi mencari perkataan lain), mereka dapat mengimbanginya dengan " cahaya bulan” dalam rangkaian dalam mod penjana.

Satu-satunya perkara yang saya bersetuju dengan pengarang ialah terdapat banyak legenda mengenai konsep "tenaga reaktif" ... Sebagai pembalasan, rupa-rupanya penulis juga mengemukakan sendiri ... Keliru ... bercanggah ... banyak segala macam: "" tenaga tenaga datang, tenaga pergi..." Hasilnya secara amnya mengejutkan, kebenaran telah terbalik: "Kesimpulan - arus reaktif menyebabkan pemanasan wayar tanpa melakukan apa-apa kerja yang berguna" Tuan, sayang! pemanasan adalah sudah bekerja!!! Pendapat saya , di sini orang yang mempunyai pendidikan teknikal tanpa gambar rajah vektor penjana segerak di bawah beban tidak dapat menyusun penerangan proses dengan betul, tetapi untuk orang yang berminat saya boleh menawarkan pilihan yang mudah, tanpa sebarang komplikasi .

Jadi mengenai tenaga reaktif. 99% tenaga elektrik pada 220 volt atau lebih dijana oleh penjana segerak. Kami menggunakan peralatan elektrik yang berbeza dalam kehidupan seharian dan di tempat kerja, kebanyakannya "memanaskan udara" dan mengeluarkan haba ke satu darjah atau yang lain... Rasai TV, monitor komputer, saya tidak bercakap tentang ketuhar elektrik dapur , anda boleh merasai kehangatan di mana-mana. Ini semua adalah pengguna kuasa aktif dalam rangkaian kuasa penjana segerak. Kuasa aktif penjana ialah kehilangan tenaga terjana yang tidak boleh diperolehi untuk haba dalam wayar dan peranti. Untuk penjana segerak, pemindahan tenaga aktif disertai dengan rintangan mekanikal pada aci pemacu. Jika anda, pembaca yang dikasihi, memutarkan penjana secara manual, anda akan segera merasakan peningkatan rintangan terhadap usaha anda dan ini bermakna satu perkara, seseorang telah menghidupkan bilangan pemanas tambahan dalam rangkaian anda, iaitu beban aktif telah meningkat. Jika anda mempunyai enjin diesel sebagai pemacu penjana, yakinlah bahawa penggunaan bahan api meningkat pada kelajuan kilat, kerana ia adalah beban aktif yang menggunakan bahan api anda. Dengan tenaga reaktif ia berbeza... Saya akan memberitahu anda, ia adalah luar biasa, tetapi sesetengah pengguna elektrik sendiri adalah sumber elektrik, walaupun untuk seketika, tetapi mereka. Dan jika kita menganggap bahawa arus ulang-alik frekuensi industri mengubah arahnya 50 kali sesaat, maka pengguna (reaktif) tersebut memindahkan tenaga mereka ke rangkaian 50 kali sesaat. Anda tahu bagaimana dalam hidup, jika seseorang menambah sesuatu yang mereka sendiri kepada yang asal, ia tidak kekal tanpa akibat. Jadi di sini, dengan syarat terdapat ramai pengguna reaktif, atau mereka cukup kuat, maka penjana segerak dinyahexcited. Berbalik kepada analogi kami sebelum ini di mana anda menggunakan kekuatan otot anda sebagai pemacu, anda akan melihat bahawa walaupun pada hakikatnya anda tidak mengubah rentak putaran penjana, anda juga tidak merasakan lonjakan rintangan pada aci, lampu di dalam anda. rangkaian tiba-tiba terputus. Ia adalah paradoks, kami membazir bahan api, memutar penjana pada frekuensi yang diberi nilai, tetapi tiada voltan dalam rangkaian... Pembaca yang dihormati, matikan pengguna reaktif dalam rangkaian sedemikian dan semuanya akan dipulihkan. Tanpa masuk ke dalam teori, penyahujaan berlaku apabila medan magnet di dalam penjana, medan sistem pengujaan berputar dengan aci dan medan belitan pegun yang disambungkan ke rangkaian bertukar ke arah satu sama lain, dengan itu melemahkan satu sama lain. Penjanaan elektrik berkurangan apabila medan magnet di dalam penjana berkurangan. Teknologi telah maju jauh ke hadapan, dan penjana moden dilengkapi dengan pengawal selia pengujaan automatik, dan apabila pengguna reaktif "gagal" voltan dalam rangkaian, pengawal selia akan segera meningkatkan arus pengujaan penjana, fluks magnet akan dipulihkan kepada normal dan voltan dalam rangkaian akan dipulihkan. Adalah jelas bahawa arus pengujaan mempunyai dan komponen aktif, jadi sila tambah bahan api pada enjin diesel. . Walau apa pun, beban reaktif memberi kesan negatif terhadap operasi rangkaian elektrik, terutamanya apabila pengguna reaktif disambungkan ke rangkaian, sebagai contoh, motor elektrik tak segerak... Dengan kuasa ketara yang terakhir, semuanya boleh berakhir dengan kegagalan, dalam kemalangan. Kesimpulannya, saya boleh menambah untuk lawan yang ingin tahu dan maju bahawa terdapat juga pengguna reaktif dengan sifat berguna. Ini semua yang mempunyai kapasiti elektrik... Pasangkan peranti sedemikian ke dalam rangkaian dan syarikat elektrik akan berhutang kepada anda)). Dalam bentuk tulen mereka ini adalah kapasitor. Mereka juga membekalkan elektrik 50 kali sesaat, tetapi sebaliknya, fluks magnet penjana meningkat, jadi pengawal selia juga boleh mengurangkan arus pengujaan, menjimatkan kos. Mengapa kami tidak menyebut perkara ini lebih awal... mengapa... Pembaca yang dihormati, pergi ke sekitar rumah anda dan cari pengguna reaktif kapasitif... anda tidak akan menemuinya... Melainkan anda memusnahkan TV atau mesin basuh anda. .. tetapi tidak akan ada faedah daripadanya ....<