Aktif, reaktif ve görünen (görünür) güç. Bilgi Güçtür

Elektriğin kendisi görünmezdir, ancak bu onu daha az tehlikeli yapmaz. Aksine, tam da bu nedenle daha tehlikelidir. Ne de olsa, onu gördüğümüz gibi, örneğin musluktan su döküldüğünü görseydik, kesinlikle birçok sıkıntıdan kaçınırdık.

Suçlu. İşte su borusu ve işte kapalı musluk. Hiçbir şey akmaz, hiçbir şey damlamaz. Ama kesin olarak biliyoruz: İçinde su var. Ve sistem düzgün çalışıyorsa, o zaman bu su orada basınç altındadır. 2, 3 atmosfer veya ne kadar var? Önemli değil. Ama baskı var, yoksa sistem çalışmaz. Bir yerde pompalar vızıldıyor, sisteme su gönderiyor ve bu basıncı yaratıyor.

Ama telimiz elektrik. Uzaklarda bir yerde, diğer uçta jeneratörler de vızıldayarak elektrik üretiyor. Ve bundan gelen telde de basınç ... Hayır, hayır, basınç değil, elbette burada, bu telde Voltaj... Aynı zamanda ölçülür, ancak kendi birimlerinde: volt cinsinden.

Su, borulardaki duvarlara basar, hiçbir yere gitmeden, güçlü bir dere içinde acele etmek için bir çıkış yolu bekler. Ve anahtar kapandığında voltaj sessizce telde bekler, böylece elektron akışları amaçlarını yerine getirmek için hareket eder.

Ve sonra musluk açıldı, bir su akışı akmaya başladı. Pompadan besleme valfine hareket ederek tüm boru boyunca akar. Ve anahtarın kontakları kapanır kapanmaz, tellerde elektronlar aktı. Bu hareket nedir? o akım... elektronlar akış... Ve bu hareketin, bu akımın da kendi ölçü birimi var: amper.

Ve hala var direnç... Su için bu, mecazi olarak musluktaki deliğin boyutudur. Delik ne kadar büyük olursa, su hareketine karşı o kadar az direnç olur. Tellerde neredeyse aynıdır: telin direnci ne kadar yüksek olursa, akım o kadar düşük olur.

Burada, elektriğin ana özelliklerini mecazi olarak hayal ederseniz, böyle bir şey. Ve bilim açısından her şey katıdır: sözde Ohm yasası vardır. Aşağıdaki gibi okur: ben = U / R.
ben- mevcut güç. Amper cinsinden ölçülür.
sen- Voltaj. Volt cinsinden ölçülür.
r- direnç. Ohm cinsinden ölçülür.

Bir kavram daha var - güç, W. Onunla da basit: W = U * ben... Watt cinsinden ölçülür.

Aslında, bizim için gerekli ve yeterli olan tüm teori budur. Bu dört ölçü biriminden, yukarıdaki iki formüle göre bir dizi başka formül türetilebilir:

№	Görev	formül	Örnek
1	Gerilim ve direnç biliniyorsa akım gücünü öğrenin.	ben = U / R	ben = 220 v / 500 ohm = 0.44a.
2	Akım ve voltaj biliniyorsa gücü bulun.	W = U * ben	W = 220 V * 0,44 A = 96,8 W.
3	Gerilim ve akım biliniyorsa direnci bulun.	R = U / ben	R = 220v / 0.44a = 500 ohm.
4	Akım ve direnç biliniyorsa voltajı bulun.	U = Ben * R	U = 0,44 A * 500 Ohm = 220 V.
5	Akım ve direnç biliniyorsa gücü bulun.	W = I 2 * R	W = 0,44 a * 0,44 a * 500 ohm = 96,8 watt.
6	Voltaj ve direnç biliniyorsa gücü bulun.	W = U2 / R	W = 220v * 220v / 500 ohm = 96.8w.
7	Güç ve voltaj biliniyorsa mevcut gücü öğrenin.	ben = W / U	ben = 96,8 W / 220 V = 0,44 AU.
8	Güç ve akım biliniyorsa voltajı öğrenin.	U = B / Ben	U = 96,8 W / 0,44 A = 220 V.
9	Güç ve voltaj biliniyorsa direnci öğrenin.	R = U 2 / W	R = 220v * 220v / 96.8w = 500 ohm.
10	Güç ve akım biliniyorsa direnci öğrenin.	R = W / I 2	R = 96,8 W / (0,44 A * 0,44 A) = 500 ohm.

Diyorsunuz ki: - Bütün bunlara neden ihtiyacım var? Formüller, sayılar ... Hesaplama yapmayacağım.

Ben de şu şekilde cevap vereceğim: - Önceki makaleyi tekrar okuyun. En basit gerçekleri ve hesaplamaları bilmeden nasıl emin olabilirsiniz? Aslında, günlük pratik terimlerle, akım gücünün bilinen voltaj ve güçte belirlendiği en ilginç formül 7'dir. Kural olarak, bu 2 değer bilinmektedir ve izin verilen kablo kesitini belirlemek ve korumayı seçmek için sonuç (akım gücü) kesinlikle gereklidir.

Bu makale bağlamında belirtilmesi gereken bir durum daha var. Enerji endüstrisi sözde "alternatif" akımı kullanır. Yani o elektronlar tellerde her zaman bir yönde hareket etmezler, sürekli değiştirirler: ileri-geri-ileri-geri... Ve bu hareket yönü değişimi saniyede 100 defadır.

Bekle, ama her yerde frekansın 50 hertz olduğunu söylüyor! Evet, tam olarak bu. Frekans, saniyedeki periyot sayısıyla ölçülür, ancak her periyotta akım yönünü iki kez değiştirir. Başka bir deyişle, bir periyotta akımın maksimum değerini (pozitif ve negatif) karakterize eden iki tepe vardır ve yön bu tepelerde değişir.

Ayrıntılara daha fazla girmeyeceğiz, ama yine de: neden doğru akım değil de tam olarak alternatif?

Bütün sorun, elektriğin uzun mesafelerde iletilmesinde. Ohm'un amansız yasasının yürürlüğe girdiği yer burasıdır. Ağır yükler altında voltaj 220 volt ise akım çok büyük olabilir. Böyle bir akımla elektriği iletmek için çok büyük kesitli teller gerekir.

Tek bir çıkış yolu var: voltajı yükseltmek. Yedinci formül diyor ki: ben = W / U... 220 volt değil de 220 bin volt voltaj verirsek, akım gücünün bin kat azalacağı oldukça açıktır. Bu, tellerin kesitinin çok daha az alınabileceği anlamına gelir.

Site araması.
Arama ifadenizi değiştirebilirsiniz.

Anlık elektrik gücü

Anlık güç, elektrik devresinin herhangi bir yerindeki anlık gerilim ve akım değerlerinin ürünüdür.

iletkenlik tensörü nerede.

DC gücü

Akım ve gerilim değerleri sabit ve herhangi bir andaki anlık değerlere eşit olduğu için güç şu formülle hesaplanabilir:

Ohm yasasının gözlemlendiği pasif bir doğrusal devre için şunları yazabilirsiniz:

Devre bir EMF kaynağı içeriyorsa, verilen veya emilen elektrik gücü şuna eşittir:

EMF nerede.

EMF içindeki akım potansiyel gradyanın tersiyse (EMF içinde artıdan eksiye doğru akar), o zaman güç, ağdan EMF kaynağı tarafından emilir (örneğin, elektrik motoru çalışırken veya pil çalışırken). şarj etme), eş yönlü ise (EMF içinde eksiden artıya doğru akar), o zaman kaynak tarafından ağa verilir (örneğin, bir galvanik pil veya jeneratör çalışırken). EMF kaynağının iç direnci dikkate alınarak, üzerine salınan güç, emilen güce eklenir veya çıkış gücünden çıkarılır.

AC gücü

Alternatif bir elektrik alanında, doğru akım gücü formülü uygulanamaz. Pratikte en önemlisi, alternatif sinüzoidal gerilim ve akım devrelerindeki gücün hesaplanmasıdır.

Toplam, aktif, reaktif güç ve güç faktörü kavramlarını birbirine bağlamak için karmaşık sayılar teorisine dönmek uygundur. Alternatif akım devresindeki gücün, aktif gücün gerçek kısmı, reaktif gücün hayali kısmı, görünen gücün modülü ve φ açısı (faz kayması) olacak şekilde karmaşık bir sayı olarak ifade edildiğini varsayabiliriz. argümandır. Böyle bir model için aşağıda yazılan tüm ilişkiler geçerlidir.

Aktif güç

Dönem ortalaması T anlık gücün değerine aktif güç denir: Tek fazlı sinüzoidal akım devrelerinde sen ve ben- gerilim ve akımın rms değerleri, φ - aralarındaki faz açısı. Sinüsoidal olmayan akım devreleri için elektrik gücü, bireysel harmoniklerin karşılık gelen ortalama güçlerinin toplamına eşittir. Aktif güç, elektrik enerjisinin diğer enerji türlerine (termal ve elektromanyetik) geri dönüşümsüz dönüşüm oranını karakterize eder. Aktif güç, akım gücü, voltaj ve devrenin direncinin aktif bileşeni cinsinden de ifade edilebilir. r veya iletkenliği G formüle göre Hem sinüsoidal hem de sinüsoidal olmayan akımın herhangi bir elektrik devresinde, tüm devrenin aktif gücü, devrenin ayrı parçalarının aktif güçlerinin toplamına eşittir; üç fazlı devreler için, elektrik gücü bireysel fazların güçlerinin toplamı olarak belirlenir. Tam güç S aktif oran ile ilgilidir

Mikroişlemci teknolojisinde modern elektriksel ölçüm dönüştürücülerinin kullanılması, endüktif ve kapasitif bir yükten alternatif bir voltaj kaynağına döndürülen enerji miktarının daha doğru bir şekilde değerlendirilmesini sağlar.

Formülü kullanarak reaktif güç ölçüm transdüserleri Q = kullanıcı arayüzü sin φ, mikroişlemci tabanlı ölçüm dönüştürücülerinden daha basit ve çok daha ucuzdur.

Tam güç

Toplam elektrik gücünün birimi volt-amperdir (VA, VA)

Görünen güç - periyodik elektrik akımının rms değerlerinin ürününe eşit bir değer ben devrede ve voltajda sen onun kelepçeleri üzerinde: S = U I; orana göre aktif ve reaktif güç ile ilgilidir: nerede r- aktif güç, Q- reaktif güç (endüktif yük ile Q> 0 ve kapasitif için Q < 0 ).

Toplam, aktif ve reaktif güç arasındaki vektör bağımlılığı aşağıdaki formülle ifade edilir:

Görünen güç, tüketici tarafından besleme ağının elemanlarına (teller, kablolar, panolar, transformatörler, güç hatları) fiilen yüklenen yükleri tanımlayan bir değer olarak pratik öneme sahiptir, çünkü bu yükler tüketilen akıma bağlıdır ve değil. tüketici tarafından fiilen kullanılan enerjiye bağlıdır. Bu nedenle transformatörlerin ve panoların güç değerleri watt değil volt amper olarak ölçülür.

Entegre güç

Devrede doğrusal olmayan akım bozulmalarının varlığı, örneğin yükün reaktif veya dürtüsel olduğu durumlarda, yükün doğrusal olmamasından kaynaklanan anlık voltaj ve akım değerleri arasındaki orantı ihlali anlamına gelir. Lineer bir yük ile devredeki akım, anlık voltajla orantılıdır, tüm güç tüketimi aktiftir. Doğrusal olmayan bir yük ile, işin performansında yer almayan akımın doğrusal olmayan bozulmalarının gücü nedeniyle devredeki görünen (tam) güç artar. Harmonik bozulma gücü aktif değildir ve hem reaktif gücü hem de diğer akım bozulma gücünü içerir. Bu fiziksel nicelik güç boyutuna sahiptir, bu nedenle V ∙ A (volt-amper) veya var (volt-amper reaktif) aktif olmayan gücün bir ölçüm birimi olarak kullanılabilir. Aktif olmayan gücün aktif güçle karıştırılmaması için watt (watt) kullanılması istenmeyen bir durumdur.

Aktif olmayan, aktif ve tam yetkilerin iletişimi

Aktif olmayan gücün değeri şu şekilde gösterilir: n... Karşısında ben aracılığıyla geçerli vektörü belirtmek sen gerilim vektörüdür. Edebiyat ben ve sen karşılık gelen etkin değerleri belirteceğiz:

Mevcut vektörü temsil ediyoruz ben iki ortogonal bileşenin toplamı olarak ben bir ve ben p, sırasıyla aktif ve pasif olarak adlandıracağız. İşin performansına sadece akımın gerilimle doğru orantılı olan bileşeni katıldığı için, aktif bileşenin gerilimle doğru orantılı olmasını yani gerilimle doğru orantılı olmasını istiyoruz. ben bir = λ sen, burada λ bir miktar sabittir ve pasif ortogonaldir, yani,

Aktif güç için bir ifade yazalım P, son eşitliği ile skaler olarak çarparak sen :

Buradan buluyoruz

Aktif olmayan gücün değeri ifadesi şu şekildedir: S = U I- tam güç.

Devrenin toplam gücü için harmonik akımlı ve gerilimli bir devre ifadesine benzer bir gösterim geçerlidir, reaktif güç yerine sadece aktif olmayan güç kullanılır:

İçerik:

Elektrik gücünü ele almadan önce, fiziksel bir kavram olarak genel olarak gücün ne olduğunu belirlemek gerekir. Genellikle, bu değerden bahsederken, bir nesnenin sahip olduğu belirli bir iç enerjiyi veya kuvveti kastediyoruz. Bu, motor veya bir eylem (patlama) gibi bir cihazın gücü olabilir. Güçle karıştırılmamalıdır, çünkü bunlar birbirleriyle belli bir ilişki içinde olsalar da farklı kavramlardır. Herhangi bir fiziksel eylem, kuvvetin etkisi altında gerçekleştirilir. Yardımı ile belirli bir yol yapılır, yani iş yapılır. Buna karşılık, belirli bir t süresi boyunca yapılan A işi, aşağıdaki formülle ifade edilen güç değeri olacaktır: N = A / t (W = J / s).

Başka bir güç kavramı, belirli bir sistemin enerji dönüşüm oranı ile ilişkilidir. Bu dönüşümlerden biri, yardımıyla birçok farklı işin yapıldığı bir elektrik akımının gücüdür. Her şeyden önce, elektrik motorları ve faydalı eylemler gerçekleştiren diğer cihazlarla ilişkilidir.

Elektrik akımının gücü nedir

Mevcut güç, aynı anda birkaç fiziksel miktarla ilgilidir. Voltaj (U), 1 coulomb'u hareket ettirmek için gereken işi temsil eder. Akımın gücü (I), 1 saniyede geçen coulomb sayısına karşılık gelir. Böylece gerilim (I x U) ile çarpılan akım 1 saniyede yapılan tam işe karşılık gelir. Ortaya çıkan değer, elektrik akımının gücü olacaktır.

Akımın gücü için verilen formül, gücün, akımın ve voltajın gücüne aynı şekilde bağımlı olduğunu gösterir. Bu parametrenin aynı değerinin yüksek akım ve düşük voltaj nedeniyle ve bunun tersine yüksek voltaj ve düşük akım nedeniyle elde edilebileceği takip edilir. Bu özellik, elektriğin kaynaktan tüketicilere uzun mesafelerde iletilmesine izin verir. İletim sırasında akım, yükseltme ve düşürme trafo merkezlerinde kurulu transformatörler kullanılarak dönüştürülür.

İki ana elektrik gücü türü vardır -. İlk durumda, elektrik akımının gücünün mekanik, hafif, termal ve diğer enerji türlerine geri döndürülemez bir dönüşümü vardır. Bunun için ölçü birimi watt'tır. 1W = 1V x 1A. Üretimde ve günlük yaşamda daha büyük değerler kullanılır - kilovat ve megavat.

Reaktif güç, elektromanyetik alanın enerjisinin endüktif ve kapasitif salınımları nedeniyle cihazlarda oluşturulan böyle bir elektrik yükünü ifade eder. Alternatif akımda bu değer, aşağıdaki formülle ifade edilen bir çarpımdır: Q = U x I x sin (açı). Açının sinüsü, çalışma akımı ile voltaj düşüşü arasındaki faz kayması anlamına gelir. Q, VAR - reaktif volt-amper cinsinden ölçülen reaktif güçtür. Bu hesaplamalar, bir elektrik akımının gücünün nasıl bulunacağı sorusunu etkin bir şekilde çözmeye yardımcı olur ve bunun için var olan formül, hızlı bir şekilde hesaplama yapmanızı sağlar.

Her iki güç de basit bir örnekle açıkça görülebilir. Herhangi bir elektrikli cihaz, ısıtma elemanları - ısıtma elemanları ve bir elektrik motoru ile donatılmıştır. Isıtma elemanlarının üretimi için yüksek dirençli bir malzeme kullanılır, bu nedenle içinden bir akım geçtiğinde tüm elektrik enerjisi ısıya dönüştürülür. Bu örnek, aktif elektrik gücünü çok doğru bir şekilde karakterize eder.

Elektrik motoruna gelince, içinde endüktansa sahip olan ve kendi kendine endüksiyon etkisine sahip olan bir bakır sargı vardır. Bu etki nedeniyle, elektriğin şebekeye kısmen geri dönüşü vardır. Geri dönen enerji, elektrik şebekesi üzerinde ek aşırı yükler şeklinde olumsuz bir etkiye sahip olan voltaj ve akım parametrelerinde küçük bir sapma ile karakterize edilir.

Kondansatörler, biriken yük geri verildiğinde elektrik kapasiteleri nedeniyle aynı özelliklere sahiptir. Burada da akım ve gerilim değerleri sadece ters yönde kaydırılır. Mevcut şebekenin değerlerine göre faz kayması olan bu endüktans ve kapasitans enerjisi, tam olarak reaktif elektrik gücüdür. Faz kaymasına göre endüktans ve kapasitansın zıt etkisi nedeniyle, reaktif güç kompanzasyonu yapmak mümkün hale gelir, böylece güç kaynağının verimliliği ve kalitesi artar.

Elektrik akımının gücünü hesaplama formülü nedir?

Elektrik akımının gücünün ne olduğu sorusunun doğru ve kesin çözümü, elektrik kablolarının güvenli çalışmasını sağlamada, yanlış seçilmiş tel ve kablo kesitlerinden kaynaklanan yangınların önlenmesinde belirleyici rol oynar. Aktif bir devredeki akım gücü, akımın ve voltajın gücüne bağlıdır. Mevcut gücü ölçmek için bir cihaz var - bir ampermetre. Bununla birlikte, özellikle bina projesi hala hazırlanırken ve elektrik devresi mevcut olmadığında, bu cihazı kullanmak her zaman mümkün değildir. Bu gibi durumlar için özel bir hesaplama yöntemi sağlanır. Akım gücü, güç, şebeke voltajı ve yükün doğası değerlerinin varlığında formülle belirlenebilir.

Akım ve voltajın sabit değerleriyle ilgili olarak akımın gücü için bir formül vardır: P = U x I. Akım ve voltaj arasında bir faz kayması olması durumunda, hesaplamalar için farklı bir formül kullanılır: P = U x I x cos φ. Ayrıca devreye alınması planlanan ve şebekeye bağlanan tüm cihazların güçlerinin toplamı alınarak güç önceden belirlenebilir. Bu veriler, cihaz ve ekipman için teknik veri sayfalarında ve kullanım kılavuzlarında mevcuttur.

Böylece, bir elektrik akımının gücünü belirleme formülü, tek fazlı bir ağ için akım gücünü hesaplamanıza izin verir: I = P / (U x cos φ), burada cos φ güç faktörüdür. Üç fazlı bir elektrik şebekesinin varlığında, aynı formül kullanılarak akım gücü hesaplanır, buna sadece 1.73 faz faktörü eklenir: I = P / (1.73 x U x cos φ). Güç faktörü tamamen planlanan yükün doğasına bağlıdır. Sadece aydınlatma lambaları veya ısıtma cihazları kullanılması gerekiyorsa, bir birim oluşturacaktır.

Aktif yüklerde reaktif bileşenlerin varlığında güç faktörü zaten 0.95 olarak kabul edilir. Bu faktör, ne tür bir kablolamanın kullanıldığına bağlı olarak dikkate alınmalıdır. Cihaz ve ekipman yeterince yüksek güce sahipse, katsayı 0,8 olacaktır. Bu, kaynak makineleri, elektrik motorları ve diğer benzer cihazlar için geçerlidir.

Tek fazlı akım varlığında yapılan hesaplamalarda gerilim değeri 220 volt olarak alınır. Varsa, hesaplanan voltaj 380 volttur. Ancak en doğru sonuçların elde edilebilmesi için özel cihazlarla ölçülen gerçek gerilim değerinin hesaplamalarda kullanılması gerekmektedir.

Mevcut gücü ne belirler?

Akımın, çeşitli cihaz ve ekipmanların gücü, hemen iki ana niceliğe bağlıdır - ve. Akım ne kadar yüksek olursa, güç değeri o kadar büyük olur, artan voltajla birlikte güç de artar. Gerilim ve akım aynı anda artarsa, elektrik akımının gücü her iki değerin çarpımı olarak artacaktır: N = I x U.

Çok sık soru ortaya çıkar, mevcut güç ne ölçülür? Bu miktar için temel ölçü birimi (W)'dir. Dolayısıyla 1 watt, 1 voltta 1 amper akım çeken bir cihazın gücüdür. Benzer bir güce, örneğin, sıradan bir cep fenerinden gelen bir ampul sahip olur.

Hesaplanan güç değeri, elektrik enerjisi tüketimini doğru bir şekilde belirlemenizi sağlar. Bunu yapmak için, güç ve zamanın ürününü almanız gerekir. Formülün kendisi şöyle görünür: W = IUt burada W güç tüketimidir, ürün IU güçtür ve t çalışılan süre miktarıdır. Örneğin, elektrik motoru ne kadar çok çalışmaya devam ederse, o kadar çok iş yapar. Buna bağlı olarak elektrik tüketimi de artmaktadır.

Herhangi bir elektrik devresi tasarlarken, bir güç hesaplaması yapılır. Temelde ana elemanların seçimi yapılır ve izin verilen yük hesaplanır. Doğru akım devresi için hesaplama zor değilse (Ohm yasasına göre, akımı voltajla çarpmak gerekir - P = U * I), o zaman AC gücünün hesaplanması ile o kadar basit değil . Bir açıklama için, elektrik mühendisliğinin temellerine dönmeniz gerekecek, ayrıntılara girmeden ana tezlerin bir özetini vereceğiz.

Tam güç ve bileşenleri

AC devrelerinde güç, voltaj ve akımdaki sinüzoidal değişim yasaları dikkate alınarak hesaplanır. Bu bağlamda, reaktif (Q) ve aktif (P) olmak üzere iki bileşen içeren toplam güç (S) kavramı ortaya atılmıştır. Bu miktarların grafiksel bir açıklaması, güç üçgeni aracılığıyla yapılabilir (bkz. Şekil 1).

Aktif bileşen (P), yükün gücü anlamına gelir (elektriğin ısıya, ışığa, vb. tersine çevrilemez dönüşümü). Bu değer watt (W) cinsinden ölçülür, ev düzeyinde kilovat (kW), endüstriyel alanda - megawatt (MW) cinsinden hesaplamak gelenekseldir.

Reaktif bileşen (Q), alternatif akım devresindeki kapasitif ve endüktif elektrik yükünü tanımlar, bu değerin birimi Var'dır.

Pirinç. 1. Güç üçgeni (A) ve gerilimler (V)

Grafik gösterime uygun olarak, kuvvetler üçgenindeki oranlar, kullanımı mümkün kılan temel trigonometrik özdeşlikler kullanılarak tanımlanabilir. aşağıdaki formüller:

• S = √P 2 + Q 2, - tam güç için;
• ve Q = U * I * cos⁡ φ ve P = U * I * sin φ - reaktif ve aktif bileşenler için.

Bu hesaplamalar, tek fazlı bir ağ (örneğin, bir ev 220 V) için geçerlidir, üç fazlı bir ağın (380 V) gücünü hesaplamak için, formüllere bir çarpan eklemeniz gerekir - √3 (bir simetrik yük) veya tüm fazların güçlerini toplayın (yük dengesiz ise).

Toplam gücün bileşenlerinin etki sürecini daha iyi anlamak için, yükün aktif, endüktif ve kapasitif biçimde "saf" tezahürünü ele alalım.

Aktif yük

"Saf" bir direnç ve uygun bir AC voltaj kaynağı kullanan varsayımsal bir devre alın. Böyle bir devrenin çalışmasının grafiksel bir açıklaması, belirli bir zaman aralığı (t) için ana parametreleri gösteren Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2. İdeal bir aktif yükün gücü

Güç frekansın iki katı iken gerilim ve akımın hem fazda hem de frekansta senkronize olduğunu görebiliriz. Bu değerin yönünün pozitif olduğunu ve sürekli arttığını unutmayın.

kapasitif yük

Şekil 3'te görülebileceği gibi, kapasitif yükün özelliklerinin grafiği aktif olandan biraz farklıdır.

Şekil 3. İdeal bir kapasitif yükün grafiği

Kapasitif gücün salınım frekansı, voltaj değişiminin sinüzoidinin frekansının iki katıdır. Bu parametrenin toplam değeri ile ilgili olarak, bir harmonik periyot boyunca sıfıra eşittir. Bu durumda enerjide (∆W) bir artış da gözlenmez. Bu sonuç, zincirin her iki yönünde de hareket ettiğini gösterir. Yani voltaj arttığında kapta bir yük birikimi olur. Negatif yarım döngünün başlamasıyla, biriken yük devre devresine boşaltılır.

Yük kapasitesinde enerji biriktirme ve müteakip deşarj sürecinde faydalı bir iş yapılmaz.

endüktif yük

Aşağıdaki grafik "temiz" bir endüktif yükün yapısını göstermektedir. Gördüğünüz gibi, sadece gücün yönü değişti, artışa gelince, sıfıra eşit.

Reaktif yükün olumsuz etkisi

Yukarıdaki örneklerde, "temiz" bir reaktif yükün olduğu durumlarda seçenekler dikkate alınmıştır. Aktif direnç faktörü dikkate alınmadı. Bu gibi durumlarda, reaktif etki sıfırdır, bu da onu görmezden gelebileceğiniz anlamına gelir. Tahmin edebileceğiniz gibi, bu gerçek hayatta imkansız. Varsayımsal olarak, böyle bir yük mevcut olsa bile, kabloyu güç kaynağına bağlamak için gerekli olan bakır veya alüminyum iletkenlerin direnci göz ardı edilemez.

Reaktif bileşen, örneğin bir motor, bir transformatör, bağlantı telleri, bir besleme kablosu vb. gibi aktif devre bileşenlerinin ısınması şeklinde kendini gösterebilir. Bunun için belirli bir miktarda enerji harcanır, bu da ana özelliklerde bir azalmaya yol açar.

Reaktif güç, devreye şu şekilde etki eder:

• yararlı bir iş yapmaz;
• elektrikli cihazlarda ciddi kayıplara ve anormal yüklere neden olur;
• ciddi bir kazaya neden olabilir.

Bu nedenle, elektrik devresi için uygun hesaplamaları yaparak, endüktif ve kapasitif yükün etki faktörünü dışlamak ve gerekirse tazminat için teknik sistemlerin kullanılmasını sağlamak imkansızdır.

Güç tüketimi hesaplaması

Günlük yaşamda, genellikle kaynak yoğun bir elektrik tüketicisini (klima, kazan, elektrikli soba vb.) Ayrıca, böyle bir hesaplamada, dairenin güç kaynağına bağlı olduğu santral için koruyucu devre kesiciler seçerken ihtiyaç vardır.

Bu gibi durumlarda akım ve gerilim ile gücü hesaplamak gerekli değildir, aynı anda açılabilen tüm cihazların tükettiği enerjiyi toplamak yeterlidir. Hesaplamalarla uğraşmadan her cihaz için bu değeri üç şekilde öğrenebilirsiniz:

Hesaplarken, bazı elektrikli cihazların çalıştırma gücünün nominal değerden önemli ölçüde farklı olabileceği akılda tutulmalıdır. Ev cihazları için, bu parametre teknik belgelerde neredeyse hiç gösterilmez, bu nedenle, çeşitli cihazlar için başlangıç ​​gücü parametrelerinin ortalama değerlerini içeren ilgili tabloya başvurmak gerekir (maksimum değeri seçmeniz önerilir). değer).

Elektrik enerjisi en yaygın enerji türüdür ve haklı olarak modern uygarlığın temeli olarak kabul edilebilir. Günlük yaşamda ve ulusal ekonominin tüm sektörlerinde geniş uygulama buldu. Ev aletlerinin tüm isimlerini listelemek zordur: buzdolapları, çamaşır makineleri, klimalar, fanlar, televizyonlar, teypler, aydınlatma armatürleri vb. Elektrik enerjisi olmayan bir endüstri hayal etmek imkansızdır. Tarımda elektrik kullanımı sürekli genişlemektedir: hayvanları beslemek ve sulamak, onlara bakmak, ısıtmak ve havalandırmak, kuluçka makineleri, hava ısıtıcıları, kurutucular vb.

Elektrik akımı ve gücü

Modern bilim hala elektriğin doğasını tam olarak açıklayamıyor. Ancak elektrik akımının bir iletkendeki elektronların yönlendirilmiş hareketi olduğu fikri bizim için yeterlidir. Ve bu akımın iş yapabileceğini, örneğin bir elektrik motorunu döndürdüğünü, bir elektrikli sobayı ısıttığını ve ışık verdiğini. Bu çalışma, bir elektrik alanının etkisi altında, iletkende bir transfer, elektron hareketi olduğu gerçeğinin bir sonucudur, bu da bazı işlerin tamamlanması anlamına gelir.

Hatırladığınız gibi, elektrik akımı iki ana parametre ile karakterize edilir: voltaj ve amper.

Voltaj kapalı bir elektrik devresi olan akım kaynağının iki kutbu arasında potansiyel farkı vardır.

Mevcut güç Devrenin kesitinden bir saniyede geçen elektrik miktarıdır.

Hem "voltaj" hem de "akım gücü" terimlerinin birincil olmadığını, diğer kavramlarla tanımlandığını görmek kolaydır, bu durumda - "potansiyel" ve "elektrik miktarı". Ama yine de, kendimizi verilen tanımlarla sınırlayarak, onları birincil olarak alarak fiziksel teorilere girmeyeceğiz. Sonunda, sadece bu kavramları pratikte nasıl uygulayacağımızı öğrenmek bizim için önemlidir.

Elbette, okuldan, voltajın genellikle U harfi ile gösterildiğini ve voltaj ölçüm biriminin volt (V) olduğunu biliyorsunuz. Akım gücü amper (A) cinsinden ölçülür ve Latin harfi I ile gösterilir.

Bir önceki makalede bahsedildiği gibi, iş yapabilme yeteneği, enerji adı verilen bir miktar ile karakterize edilir. Belli bir zaman diliminde yapılan işin bu zaman dilimine oranına ise güç denir. Akım da iş yapabildiğinden, güç kavramı bu durumda da geçerlidir.

Güç kalıcı elektrik akımı P harfi ile gösterilir ve P = U * I formülü ile hesaplanır, yani voltaj ve akımın ürünüdür. Yani, voltaj ve akım ne kadar büyük olursa, birim zaman başına o kadar fazla iş yapılır, yani elektrik akımının gücü o kadar büyük olur. Bunun tam olarak neden böyle olduğunu bulmakla uğraşmayacağız, bu ifadeyi inanç üzerine alacağız (fizikte haklıdır ve dilerseniz bu gerekçeyi bulabilirsiniz).

Elektrik gücünün birimi watt'tır (W).

Bir watt, bir voltluk bir voltajda bir amperlik bir elektrik akımının geliştirdiği güçtür.

Daha büyük güç birimleri şunlardır:

• 1 kilovat (kW) = 1000 W.
• 1 mega watt (MW) = 1000 kW.

Daha küçük birimler:

• 1 miliwatt (mW) = 10 -3 W;
• 1 mikrowatt (μW) = 10 -6 W.

Güneş panelleri, rüzgar jeneratörleri ve elektrik akımı üretebilen diğer cihazlar değerlendirilirken güç ile karşılaşılacaktır.

Elektrik devresi

Elektrik devresi- bir dizi cihaz, elektrik akımı akışına yönelik elemanlar, akım ve voltaj kavramları kullanılarak tanımlanabilen elektromanyetik süreçler.

Elektrik devreleri doğrusal ve doğrusal olmayan olarak ikiye ayrılır. Doğrusal devreler, yalnızca doğrusal elemanlardan oluşan devrelerdir - iletkenler, dirençler, kapasitörler, ferromanyetik çekirdeksiz indüktörler. Lineer elemanlarda, elektrik direnci sabittir ve akım, iyi bilinen Ohm kanunu ile ifade edilen voltajla doğru orantılıdır:

Devrenin bir bölümündeki akımın gücü, devrenin bu bölümünün voltajla doğru orantılı ve elektrik direnciyle ters orantılıdır,

Bu ilişki, devrenin homojen bir bölümü için Ohm yasasını ifade eder: iletkendeki akım, uygulanan voltajla doğru orantılı ve iletkenin direnciyle ters orantılıdır. R'nin değerine genellikle elektrik direnci denir. SI'de iletkenlerin elektrik direncinin birimi ohm'dur (ohm). 1 Ohm'luk bir direnç, 1 V'luk bir voltajda 1 A'lık bir akımın ortaya çıktığı devrenin böyle bir bölümüne sahiptir.Ohm yasasına uyan iletkenlere doğrusal denir.

Yarı iletken diyot veya gaz deşarj lambası gibi Ohm yasasına uymayan birçok malzeme ve cihaz olduğuna dikkat edilmelidir. Metal iletkenler için bile, yeterince yüksek akımlarda, artan sıcaklıkla metal iletkenlerin elektrik direnci arttığından, doğrusal Ohm yasasından bir sapma gözlenir. Yani, çoğu gerçek elektrik devresi doğrusal değildir.

Doğrusal olmayan devreler, elektrik direnci önemli ölçüde akıma veya voltaja bağlı olan ve bunun sonucunda akımın voltajla doğru orantılı olmadığı elemanlar içerir. Doğrusal olmayan devrelerde akımın gerilime bağımlılığı, deneysel olarak elde edilen ve "akım-gerilim" koordinat sisteminde belirli bir grafikle gösterilen akım-gerilim karakteristiği ile ifade edilir.

Lineer olmayan elemanlar (amplifikatörler, jeneratörler vb.), elektrik devrelerine lineer devrelerde ulaşılamayan özellikler verir (voltaj veya akım stabilizasyonu, DC amplifikasyonu vb.).

AC gücü

Ohm kanunu sizin tarafınızdan formüle edilmiş haliyle (I = U/R) sadece DC devreler için geçerlidir. Sonuç olarak, mevcut güç formülü P = I * U, sadece DC devreleri için de geçerlidir. Pratikte en önemlisi, alternatif sinüzoidal gerilim ve akım devrelerindeki gücün hesaplanmasıdır.

AC devresindeki güç, P + i * Q biçiminde karmaşık bir sayı olarak ifade edilir. Ayrıca gerçek kısmına aktif güç, hayali kısmına ise reaktif güç denir.

Aktif güç, elektrik enerjisinin diğer enerji türlerine (termal ve elektromanyetik) geri dönüşümsüz dönüşüm oranını karakterize eder. Reaktif güç - sinüzoidal alternatif akım devresindeki elektromanyetik alanın enerjisindeki dalgalanmalarla elektrikli cihazlarda oluşturulan yükleri karakterize eden bir değer

Aktif gücü ölçme birimi hala watt'tır ve reaktif gücü ölçme birimi reaktif volt-amper'dir (VAr, VAR, var).

Ancak toplam güç, tüketici tarafından besleme ağının elemanlarına (teller, kablolar, dağıtım panoları, transformatörler, elektrik hatları) fiilen yüklenen yükleri tanımlayan bir değer olarak pratik öneme sahiptir, çünkü bu yükler akım tüketimine bağlıdır, ve aslında tüketici tarafından kullanılan enerji üzerinde değil. ...

Tam güç - devredeki I periyodik elektrik akımının etkin değerlerinin ve terminallerindeki U voltajının ürününe eşit bir değer: S = U * I; aktif ve reaktif güçle şu oranda ilişkilidir: S = sqrt, burada P - aktif güç, Q - reaktif güç, sqrt - karekök sembolü.

Toplam elektrik gücünün birimi volt-amperdir (VA, VA).