Čo znamená aktívny a reaktívny? Ešte raz o výkone: činný, jalový, zdanlivý (P, Q, S), ako aj účinník (PF)

Hlavným cieľom pri prenose elektriny je zvýšenie efektívnosti sietí. Preto je potrebné znižovať straty. Hlavnou príčinou strát je jalový výkon, ktorého kompenzácia výrazne zlepšuje kvalitu elektriny.

Jalový výkon spôsobuje zbytočné zahrievanie vodičov, elektrické rozvodne sú preťažené. Výkon transformátora a káblové úseky sú nútené nadhodnotiť, sieťové napätie je znížené.

Pojem jalový výkon

Na zistenie, čo je jalový výkon, je potrebné definovať ďalšie možné druhy výkonu. Keď v obvode existuje aktívna záťaž (rezistor), spotrebúva sa iba aktívny výkon, ktorý sa úplne vynakladá na premenu energie. To znamená, že môžeme formulovať, čo je činný výkon, - ten, pri ktorom prúd efektívne pracuje.

Pri jednosmernom prúde sa spotrebúva iba činná energia vypočítaná podľa vzorca:

Merané vo wattoch (W).

V elektrických obvodoch so striedavým prúdom, v prítomnosti aktívneho a jalového zaťaženia, je indikátor výkonu zhrnutý z dvoch komponentov: aktívny a jalový výkon.

1. Kapacitné (kondenzátory). Vyznačuje sa fázovým predstihom prúdu v porovnaní s napätím;
2. Indukčné (cievky). Vyznačuje sa fázovým oneskorením prúdu vo vzťahu k napätiu.

Ak vezmeme do úvahy striedavý obvod s pripojenou odporovou záťažou (ohrievače, varné kanvice, žiarovky), prúd a napätie budú vo fáze a zdanlivý výkon odoberaný v určitom časovom intervale sa vypočíta vynásobením hodnôt napätia a prúdu. .

Keď však obvod obsahuje reaktívne zložky, hodnoty napätia a prúdu nebudú vo fáze, ale budú sa líšiť o určitú hodnotu, určenú uhlom posunu "φ". Zjednodušene sa hovorí, že reaktívna záťaž vráti do obvodu toľko energie, koľko spotrebuje. V dôsledku toho sa ukazuje, že pre aktívnu spotrebu energie bude indikátor nulový. Súčasne obvodom preteká jalový prúd, ktorý nevykonáva žiadnu efektívnu prácu. Preto sa spotrebuje jalový výkon.

Jalový výkon je časť energie, ktorá umožňuje vytvorenie elektromagnetických polí požadovaných AC zariadeniami.

Výpočet jalového výkonu sa vykonáva podľa vzorca:

Q \u003d U x I x sin φ.

Jednotkou merania jalového výkonu je VAr (jalový voltampér).

Výraz pre aktívny výkon:

P = U x I x cos φ.

Vzťah aktívneho, jalového a zdanlivého výkonu pre sínusový premenlivý prúd je reprezentovaný geometricky tromi stranami pravouhlého trojuholníka, nazývaného výkonový trojuholník. Elektrické obvody striedavého prúdu spotrebúvajú dva typy energie: aktívny výkon a jalový výkon. Okrem toho hodnota aktívneho výkonu nie je nikdy záporná, zatiaľ čo jalový výkon môže byť kladný (pri indukčnej záťaži) alebo záporný (pri kapacitnej záťaži).

Dôležité! Z výkonového trojuholníka je zrejmé, že je vždy výhodné znížiť reaktívnu zložku, aby sa zvýšila účinnosť systému.

Zdanlivý výkon sa nenachádza ako algebraický súčet hodnôt aktívneho a jalového výkonu, je to vektorový súčet P a Q. Jeho kvantitatívna hodnota sa vypočíta extrakciou druhej odmocniny súčtu druhých mocnín indikátorov výkonu: aktívneho a jalového výkonu. Zdanlivý výkon možno merať vo VA (voltampéroch) alebo jeho derivátoch: kVA, mVA.

Aby bolo možné vypočítať zdanlivý výkon, musí byť známy fázový rozdiel medzi sínusovými hodnotami U a I.

Účiník

Pomocou geometricky znázorneného vektorového obrázka môžete nájsť pomer strán trojuholníka zodpovedajúci užitočnému a celkovému výkonu, ktorý sa bude rovnať kosínusu phi alebo účinníku:

Tento koeficient zisťuje efektivitu siete.

Počet spotrebovaných wattov je rovnaký ako počet spotrebovaných voltampérov pri účinníku 1 alebo 100%.

Dôležité! Plný výkon je tým bližšie k aktívnemu indikátoru, čím je väčší cos φ, alebo čím menší je uhol posunu sínusových hodnôt prúdu a napätia.

Ak napríklad existuje cievka, pre ktorú:

• P = 80 W;
• Q = 130 VAr;
• potom S = 152,6 BA ako RMS;
• cos φ = P/S = 0,52 alebo 52 %

Môžeme povedať, že cievka vyžaduje 130 varov plného výkonu, aby vykonala užitočnú prácu 80 wattov.

cos φ korekcia

Na korekciu cos φ sa využíva skutočnosť, že pri kapacitnej a indukčnej záťaži sú vektory jalovej energie v protifáze. Pretože väčšina záťaží je induktívna, pripojením kapacity je možné dosiahnuť zvýšenie cos φ.

Hlavní spotrebitelia reaktívnej energie:

1. Transformátory. Sú to vinutia, ktoré majú indukčné spojenie a premieňajú prúdy a napätia pomocou magnetických polí. Tieto zariadenia sú hlavným prvkom energetických sietí, ktoré prenášajú elektrickú energiu. Straty narastajú najmä pri voľnobehu a pri nízkej záťaži. Transformátory sú široko používané vo výrobe av každodennom živote;
2. Indukčné pece, v ktorých sa kovy tavia vytváraním vírivých prúdov v nich;
3. asynchrónne motory. Najväčší spotrebiteľ reaktívnej energie. Krútiaci moment v nich je vytvorený pomocou striedavého magnetického poľa statora;
4. Meniče elektriny, ako sú výkonové usmerňovače používané na napájanie kontaktnej siete železničnej dopravy a iné.

Kondenzátorové banky sú zapojené v elektrických rozvodniach za účelom riadenia napätia v rámci predpísaných úrovní. Zaťaženie sa mení počas dňa s rannými a večernými špičkami, ako aj počas týždňa, pričom cez víkend sa znižuje, čo mení hodnoty napätia. Pripojenie a odpojenie kondenzátorov sa líši. Robí sa to ručne a pomocou automatizácie.

Ako a kde sa meria cos φ

Reaktívny výkon sa kontroluje zmenou cos φ pomocou špeciálneho zariadenia - fázového merača. Jeho stupnica je odstupňovaná v kvantitatívnych hodnotách cos φ od nuly do jednej v indukčnom a kapacitnom sektore. Negatívny vplyv indukčnosti nebude možné úplne kompenzovať, ale je možné sa priblížiť k požadovanému indikátoru - 0,95 v indukčnej zóne.

Fázomery sa používajú pri práci s inštaláciami, ktoré môžu ovplyvniť režim prevádzky elektrickej siete prostredníctvom regulácie cos φ.

1. Keďže sa vo finančných výpočtoch za spotrebovanú energiu zohľadňuje aj jeho reaktívna zložka, vo výrobe sú na kondenzátory inštalované automatické kompenzátory, ktorých kapacita sa môže meniť. V sieťach sa spravidla používajú statické kondenzátory;
2. Pri nastavovaní cos φ pre synchrónne generátory zmenou budiaceho prúdu je potrebné ho vizuálne sledovať v ručných prevádzkových režimoch;
3. Synchrónne kompenzátory, čo sú synchrónne motory pracujúce bez záťaže, v režime prebudenia dodávajú energiu do siete, ktorá kompenzuje indukčnú zložku. Na reguláciu budiaceho prúdu sa na fázovom merači sledujú hodnoty cos φ.

Korekcia účinníka je jednou z najefektívnejších investícií na zníženie nákladov na energiu. Zároveň sa zlepšuje kvalita prijímanej energie.

Video

Jediné, v čom s autorom súhlasím, je to, že okolo pojmu "reaktívna energia" je veľa legiend... V odvete zrejme autor predložil aj svoje... Zmätočné... rozporuplné ... hojnosť všetkého druhu: "" energia prichádza, energia odchádza..." Výsledok dopadol šokujúco, pravda je obrátená hore nohami: "Záver - jalový prúd spôsobuje zahrievanie drôtov, bez vykonávania akejkoľvek užitočnej práce" Pane, drahý! kúrenie je už práca !!! Môj názor , tu ľudia s technickým vzdelaním bez vektorového diagramu synchrónneho generátora pri zaťažení nedokážu správne lepiť popis procesu, ale môžem ľuďom ponúknuť ktorí majú záujem o jednoduchú možnosť, bez akéhokoľvek rozruchu.

Takže o reaktívnej energii. 99 % elektriny s napätím 220 voltov alebo viac vyrábajú synchrónne generátory. V každodennom živote a práci používame rôzne elektrospotrebiče, väčšina z nich „ohrieva vzduch“, vyžaruje teplo na ten či onen stupeň... Televízor, monitor počítača, nehovorím o elektrickom kuchynskom sporáku, cítiť všade cítiš teplo. To všetko sú spotrebitelia aktívneho výkonu v elektrickej sieti synchrónneho generátora. Aktívny výkon generátora je nenávratná strata vyrobenej energie na teplo vo vodičoch a zariadeniach. Pre synchrónny generátor je prenos činnej energie sprevádzaný mechanickým odporom na hnacom hriadeli. Ak by ste, milý čitateľ, manuálne otáčali generátorom, okamžite by ste pocítili zvýšený odpor voči vášmu úsiliu a to by znamenalo jediné, niekto do vašej siete zaradil ďalší počet ohrievačov, teda zvýšilo sa aktívne zaťaženie. Ak máte naftový motor ako pohon generátora, uistite sa, že spotreba paliva rastie rýchlosťou blesku, pretože práve odporová záťaž spotrebúva vaše palivo. S reaktívnou energiou je to iné ... Poviem vám, je to neuveriteľné, ale niektorí spotrebitelia elektriny sú sami zdrojmi elektriny, aj keď na veľmi krátky okamih, ale sú. A ak vezmeme do úvahy, že striedavý prúd priemyselnej frekvencie mení svoj smer 50-krát za sekundu, potom takíto (reaktívni) spotrebitelia prenášajú svoju energiu do siete 50-krát za sekundu. Viete, ako v živote, ak niekto k originálu niečo pridá bez následkov, nezostane. Takže tu, za predpokladu, že existuje veľa reaktívnych spotrebiteľov alebo sú dostatočne výkonné, potom synchrónny generátor nie je excitovaný. Ak sa vrátime k predchádzajúcej analógii, kde ste použili svoju svalovú silu ako pohon, všimnete si, že napriek tomu, že ste nezmenili rytmus otáčaním generátora, ani ste necítili nárast odporu na hriadeli, svetlá vo vašom sieť náhle vypadla. Je to paradox, plytváme palivom, točíme generátorom na nominálnu frekvenciu, ale v sieti nie je napätie... Vážený čitateľ, vypnite v takejto sieti reaktívne spotrebiče a všetko sa obnoví. Bez toho, aby sme zachádzali do teórie, k de-excitácii dochádza, keď sa magnetické polia vo vnútri generátora, pole budiaceho systému rotujúceho s hriadeľom a pole stacionárneho vinutia pripojeného k sieti navzájom otáčajú, čím sa navzájom oslabujú. Výroba elektriny s poklesom magnetického poľa vo vnútri generátora klesá. Technológia pokročila ďaleko vpred a moderné generátory sú vybavené automatickými regulátormi budenia a keď reaktívni spotrebitelia „zlyhajú“ napätie v sieti, regulátor okamžite zvýši budiaci prúd generátora, magnetický tok sa vráti do normálu. a napätie v sieti sa obnoví.Je jasné, že budiaci prúd má a aktívnu zložku, tak ak prosím doplňte palivo v nafte. . V každom prípade jalová záťaž negatívne ovplyvňuje prevádzku elektrickej siete, najmä ak je k sieti pripojený jalový spotrebič, napríklad asynchrónny elektromotor ... Pri jeho značnom výkone môže všetko skončiť zlyhaním. , pri nehode. Na záver môžem pre zvedavého a pokročilého oponenta dodať, že existujú aj reaktívni spotrebitelia s užitočnými vlastnosťami. To sú všetky tie, ktoré majú elektrickú kapacitu ... Zapnite takéto zariadenia v sieti a energetická spoločnosť vám už dlhuje)). Vo svojej najčistejšej forme sú to kondenzátory. Elektrinu vydávajú aj 50-krát za sekundu, ale magnetický tok generátora sa naopak zvyšuje, takže regulátor môže ešte znížiť budiaci prúd, čím šetrí náklady. Prečo sme si toto nerezervovali skôr ... prečo ... Vážený čitateľ, choďte okolo svojho domu a hľadajte kapacitný reaktívny spotrebič ... nenájdete ho ... Pokiaľ nezničíte televízor resp. práčka ... ale z toho nebude žiadny jasný úžitok ....<

Aktívny výkon (P)

Inými slovami, aktívny výkon možno nazvať: skutočný, skutočný, užitočný, skutočný výkon. V jednosmernom obvode je energia dodávajúca jednosmernú záťaž definovaná ako jednoduchý súčin napätia na záťaži a pretekajúceho prúdu, t.j.

pretože v obvode jednosmerného prúdu neexistuje žiadna koncepcia fázového uhla medzi prúdom a napätím. Inými slovami, v obvode jednosmerného prúdu nie je žiadny účinník.

Ale pri sínusových signáloch, to znamená v striedavých obvodoch, je situácia komplikovanejšia v dôsledku prítomnosti fázového rozdielu medzi prúdom a napätím. Preto je priemerná hodnota výkonu (činného výkonu), ktorý skutočne napája záťaž, definovaná ako:

V obvode striedavého prúdu, ak je čisto aktívny (odpor), vzorec pre výkon je rovnaký ako pre jednosmerný prúd: P \u003d U I.

Vzorce pre aktívny výkon

P = U I - v obvodoch jednosmerného prúdu

P = U I cosθ - v jednofázových striedavých obvodoch

P = √3 U L I L cosθ - v trojfázových striedavých obvodoch

P = 3 U Ph I Ph cosθ

P \u003d √ (S 2 - Q 2) alebo

P =√ (VA 2 - var 2) príp

Činný výkon = √ (zdanlivý výkon 2 - jalový výkon 2) resp

kW = √ (kVA 2 - kvar 2)

Jalový výkon (Q)

Bolo by tiež silné nazvať to zbytočnou alebo zbytočnou silou.

Výkon, ktorý neustále prúdi tam a späť medzi zdrojom a záťažou, je známy ako jalový výkon (Q).

Jalový výkon je výkon, ktorý je spotrebovaný a potom vrátený záťažou vďaka svojim reaktívnym vlastnostiam. Jednotkou aktívneho výkonu je watt, 1 W = 1 V x 1 A. Energia jalového výkonu sa najskôr ukladá a potom uvoľňuje ako magnetické pole alebo elektrické pole v prípade induktora alebo kondenzátora.

Jalový výkon je definovaný ako

a môže byť kladný (+Ue) pre indukčné záťaže a záporný (-Ue) pre kapacitné záťaže.

Jednotkou jalového výkonu je jalový voltampér (var): 1 var = 1 V x 1 A. Jednoducho povedané, jednotka jalového výkonu určuje veľkosť magnetického alebo elektrického poľa produkovaného 1 V x 1 A.

Vzorce pre jalový výkon

Jalový výkon = √ (zdanlivý výkon 2 – aktívny výkon 2)

var \u003d √ (VA 2 – P 2)

kvar = √ (kVA 2 - kW 2)

Hrubý výkon (S)

Zdanlivý výkon je súčinom napätia a prúdu, pričom sa ignoruje fázový uhol medzi nimi. Všetka sieťová energia striedavého prúdu (rozptýlená a absorbovaná/vrátená) je zrejmá.

Kombinácia jalového a aktívneho výkonu sa nazýva zdanlivý výkon. Súčin efektívnej hodnoty napätia a efektívnej hodnoty prúdu v obvode striedavého prúdu sa nazýva zdanlivý výkon.

Je to súčin hodnôt napätia a prúdu bez zohľadnenia fázového uhla. Jednotkou zdanlivého výkonu (S) je VA, 1 VA = 1 V x 1 A. Ak je obvod čisto aktívny, zdanlivý výkon sa rovná činnému výkonu a v indukčnom alebo kapacitnom obvode (v prítomnosti reaktancie ), zdanlivý výkon je väčší ako činný výkon.

Vzorec pre hrubú silu

Zdanlivý výkon = √ (jalový výkon 2 + jalový výkon 2)

kUA = √(kW 2 + kUAR 2)

Treba poznamenať, že:

• Rezistor spotrebúva aktívny výkon a odovzdáva ho vo forme tepla a svetla.
• Indukčnosť odoberá jalový výkon a vracia ho späť vo forme magnetického poľa.
• Kondenzátor prijíma jalový výkon a uvoľňuje ho vo forme elektrického poľa.

Výpočet elektrickej energie spotrebovanej domácim alebo priemyselným elektrickým zariadením sa zvyčajne vykonáva s prihliadnutím na celkový výkon elektrického prúdu prechádzajúceho meraným elektrickým obvodom.

Zároveň sa rozlišujú dva ukazovatele, ktoré odrážajú náklady na plný výkon pri obsluhe spotrebiteľa. Tieto indikátory sa nazývajú aktívna a reaktívna energia. Hrubá sila je súčtom týchto dvoch čísel.

Plný výkon.
Podľa zavedenej praxe spotrebitelia neplatia za užitočnú kapacitu, ktorá sa priamo využíva v hospodárstve, ale za plnú, ktorú uvoľní dodávateľský podnik. Tieto ukazovatele sa líšia jednotkami merania - celkový výkon sa meria vo voltampéroch (VA) a užitočný výkon sa meria v kilowattoch. Aktívnu a jalovú elektrinu využívajú všetky elektrické spotrebiče napájané zo siete.

Aktívna elektrina.
Aktívna zložka celkového výkonu vykonáva užitočnú prácu a premieňa sa na tie druhy energie, ktoré spotrebiteľ potrebuje. Pre niektoré domáce a priemyselné elektrické spotrebiče je aktívny a zdanlivý výkon vo výpočtoch rovnaký. Medzi takéto zariadenia patria elektrické sporáky, žiarovky, elektrické pece, ohrievače, žehličky a žehliace lisy atď. Ak je v pase uvedený aktívny výkon 1 kW, potom celkový výkon takéhoto zariadenia bude 1 kVA.

Koncept reaktívnej elektriny.
Tento typ elektriny je vlastný obvodom, ktoré obsahujú reaktívne prvky. Reaktívna elektrina je časť celkového príkonu, ktorá sa nevyužíva na užitočnú prácu. V jednosmerných elektrických obvodoch koncept jalového výkonu chýba. V striedavých obvodoch sa reaktívna zložka vyskytuje iba vtedy, keď je prítomná indukčná alebo kapacitná záťaž. V tomto prípade existuje nesúlad medzi fázou prúdu a fázou napätia. Tento fázový posun medzi napätím a prúdom je označený symbolom "φ". Pri indukčnom zaťažení v obvode sa pozoruje fázové oneskorenie, pri kapacitnom zaťažení je pred ním. Preto k spotrebiteľovi prichádza iba časť plného výkonu a k hlavným stratám dochádza v dôsledku zbytočného zahrievania zariadení a zariadení počas prevádzky. K stratám výkonu dochádza v dôsledku prítomnosti indukčných cievok a kondenzátorov v elektrických zariadeniach. Kvôli nim sa nejaký čas v okruhu hromadí elektrina. Uložená energia sa potom vracia späť do okruhu. Spotrebiče, ktorých spotreba energie zahŕňa reaktívnu zložku elektriny, zahŕňajú prenosné elektrické náradie, elektromotory a rôzne domáce spotrebiče. Táto hodnota sa vypočíta s prihliadnutím na špeciálny účinník, ktorý sa označuje ako cos φ.

Výpočet reaktívnej elektriny.
Účiník leží v rozsahu od 0,5 do 0,9; presnú hodnotu tohto parametra nájdete v pase elektrického spotrebiča. Zdanlivý výkon musí byť definovaný ako podiel činného výkonu delený faktorom. Napríklad, ak pas elektrickej vŕtačky uvádza výkon 600 W a hodnotu 0,6, potom celkový výkon spotrebovaný zariadením bude 600/06, to znamená 1 000 VA. Ak neexistujú pasy na výpočet celkového výkonu zariadenia, koeficient sa môže rovnať 0,7. Keďže jednou z hlavných úloh existujúcich systémov napájania je dodávať užitočnú energiu konečnému spotrebiteľovi, straty jalového výkonu sa považujú za negatívny faktor a zvýšenie tohto ukazovateľa spochybňuje účinnosť elektrického obvodu ako celku.

Hodnota koeficientu pri zohľadnení strát.
Čím vyššia je hodnota účinníka, tým menšia bude strata činnej elektriny - čo znamená, že konečný spotrebiteľ spotrebovanej elektrickej energie bude stáť o niečo menej. Na zvýšenie hodnoty tohto koeficientu sa v elektrotechnike využívajú rôzne spôsoby kompenzácie necieľových strát elektriny. Kompenzačné zariadenia sú hlavné generátory prúdu, ktoré vyhladzujú fázový uhol medzi prúdom a napätím. Na rovnaký účel sa niekedy používajú kondenzátorové banky. Sú zapojené paralelne s pracovným obvodom a používajú sa ako synchrónne kompenzátory.

Výpočet nákladov na elektrickú energiu pre súkromných zákazníkov.
Pre individuálne použitie nie je v účtoch oddelená aktívna a jalová elektrina – z hľadiska spotreby je podiel jalovej energie malý. Súkromní odberatelia s príkonom do 63 A preto platia jeden účet, v ktorom sa všetka spotrebovaná elektrina považuje za aktívnu. Dodatočné straty v okruhu pre jalovú elektrinu sa samostatne neprideľujú a neplatia. Meranie jalovej elektriny pre podniky Ďalšou vecou sú podniky a organizácie. V priemyselných priestoroch a priemyselných dielňach je inštalované veľké množstvo elektrických zariadení a v celkovej prichádzajúcej elektrine je značná časť jalovej energie, ktorá je potrebná na prevádzku napájacích zdrojov a elektromotorov. Aktívna a reaktívna elektrina dodávaná podnikom a organizáciám potrebuje jasné oddelenie a iný spôsob platby za ňu. V tomto prípade štandardná zmluva slúži ako základ pre úpravu vzťahov medzi dodávateľom elektriny a konečnými spotrebiteľmi. Podľa pravidiel stanovených v tomto dokumente potrebujú organizácie, ktoré spotrebúvajú elektrickú energiu nad 63 A, špeciálne zariadenie, ktoré poskytuje údaje o jalovej energii na meranie a platbu. Sieťová spoločnosť nainštaluje jalový elektromer a účtuje podľa jeho údajov.

Koeficient reaktívnej energie.
Ako už bolo spomenuté, aktívna a jalová elektrina vo faktúrach za úhradu je alokovaná v samostatných riadkoch. Ak pomer objemov jalovej a spotrebovanej elektriny neprekročí stanovenú normu, potom sa platba za jalovú energiu neúčtuje. Pomerový koeficient je možné zapísať rôznymi spôsobmi, jeho priemerná hodnota je 0,15. Ak sa táto prahová hodnota prekročí, spotrebiteľskému podniku sa odporúča nainštalovať kompenzačné zariadenia.

Jalová energia v bytových domoch.
Typickým odberateľom elektriny je bytový dom s hlavnou poistkou, ktorý spotrebuje elektrinu nad 63 A. Ak má takýto dom len obytné priestory, za jalovú elektrinu sa neplatí. Obyvatelia bytového domu tak v poplatkoch vidia len platbu za celú elektrinu dodanú do domu dodávateľom. Rovnaké pravidlo platí aj pre bytové družstvá.

Špeciálne prípady účtovania jalového výkonu.
Existujú prípady, keď vo viacpodlažnej budove existujú obchodné organizácie aj byty. Dodávku elektriny do takýchto domov upravujú osobitné zákony. Delením môže byť napríklad veľkosť úžitkovej plochy. Ak komerčné organizácie zaberajú menej ako polovicu úžitkovej plochy v bytovom dome, potom sa platba za jalovú energiu neúčtuje. Ak bolo prekročené prahové percento, vzniká povinnosť platiť za jalovú elektrinu. V niektorých prípadoch nie sú obytné budovy oslobodené od platenia za jalovú energiu. Napríklad, ak má budova prípojné miesta výťahu pre byty, poplatok za použitie jalovej elektriny sa vyskytuje samostatne, len za toto zariadenie. Majitelia bytov stále platia len činnú elektrinu.

Aby ste správne vypočítali zaťaženie spotrebiteľov z hľadiska výkonu, musíte vedieť: aké sú prijímače napätia. Čo je aktívne, reaktívne a lineárne zaťaženie? Silový trojuholník. Čo je štartovací prúd? Toto všetko analyzujeme v poradí.

Medzi prijímače napätia patria všetky zariadenia, ktoré sú pripojené k zdrojom napätia. Patria sem: elektrický ventilátor, elektrický sporák, práčka, počítač, televízor, elektromotor, elektrické náradie pre domácnosť a iné elektrické spotrebiče.
V striedavých obvodoch sú záťaže rozdelené na aktívne, reaktívne a nelineárne. V jednosmerných obvodoch nie je rozdelenie na typy záťaží.

Odporové zaťaženie

Vykurovacie zariadenia (žehličky, elektrické sporáky, žiarovky, rýchlovarné kanvice) sú klasifikované ako zariadenia s aktívnou záťažou. Takéto zariadenia produkujú teplo a svetlo. Neobsahujú indukčnosť a kapacitu. Odporová záťaž premieňa elektrinu na svetlo a teplo.

Reaktívna záťaž obsahuje kapacitu a indukčnosť. Tieto parametre majú kvalitu zbierať energiu a potom ju odovzdávať do siete. Príkladom je elektromotor, elektrický mlynček na mäso, domáce náradie (vysávač, kuchynský robot). Teda všetky zariadenia, ktoré obsahujú elektromotory.

Silový trojuholník

Aby ste pochopili reaktívne zaťaženie, zvážte výkonový trojuholník.

kde P je aktívny výkon, ktorý sa meria vo wattoch a používa sa na vykonávanie užitočnej práce;

Q - reaktívny, ktorý sa meria vo Vars a používa sa na vytvorenie elektromagnetického poľa;

S - plný výkon sa používa na výpočet elektrických obvodov.

Na výpočet celkového výkonu používame Pytagorovu vetu: S 2 \u003d P 2 + Q 2. Alebo pomocou vzorca: S=U*I, kde U je údaj napätia na záťaži, I je údaj ampérmetra, ktorý je zapojený do série so záťažou. Vo výpočtoch sa používa aj účinník - cosφ. Na zariadeniach, ktoré sa týkajú jalového zaťaženia, sa zvyčajne uvádza činný výkon a cosφ. S týmito parametrami získate aj plný výkon.

Niekedy je na prístrojoch uvedený celkový výkon, ale cosφ sa neuvádza. V tomto prípade sa použije koeficient 0,7.

Nelineárne zaťaženie

Má tú zvláštnosť, že napätie a prúd nie sú úmerné. Medzi nelineárne záťaže patria televízory, stereo, stolové hodiny, počítače a ich komponenty. Samotná nelinearita je spôsobená tým, že toto elektronické zariadenie používa spínané zdroje. Na dobitie kondenzátora, ktorý je v spínacom zdroji, stačí vrch sínusoidy.

Po zvyšok času kondenzátor nespotrebováva energiu zo siete. V tomto prípade má prúd pulznú kvalitu. K čomu to všetko vedie? To spôsobí, že sínusoida je skreslená. Ale nie všetky elektronické zariadenia pracujú so skreslenou sínusoidou. Tento problém je vyriešený použitím stabilizátorov s dvojitou konverziou, kde sa napájanie zo siete premieňa na jednosmerný prúd. Potom sa prevedie z konštanty na premennú požadovaného tvaru a amplitúdy.

Štartovací prúd

Pri výpočte je potrebné vziať do úvahy štartovacie prúdy zariadenia. Napríklad odpor žeraviaceho vlákna v žiarovke v okamihu zapnutia je 10-krát menší ako v prevádzkovom režime. Preto je štartovací prúd tejto žiarovky 10-krát väčší. Po chvíli začne spotrebovávať výkon, ktorý je zaznamenaný v údajoch tejto žiarovky. Preto pri zapnutí vyhorí kvôli veľkým nábehovým prúdom.

V elektronickom zariadení, kým nie je nabitý kondenzátor v napájacom zdroji, sa vytvára aj nárazový prúd.

V elektromotoroch sa tiež generuje štartovací prúd, kým motor nezvýši menovité otáčky.

Vo vykurovacích zariadeniach sa spúšťací prúd vytvára, kým sa cievka nezahreje na prevádzkovú teplotu.