Сви се свакодневно сусрећемо са електричним апаратима, чини се да нам живот стаје без њих. И сваки од њих у техничким упутствима означава снагу. Данас ћемо схватити шта је то, научити врсте и методе израчунавања.
Садржај
Снага у колу наизменичне струје
Електрични уређаји прикључени на мрежу раде у колу наизменичне струје, тако да ћемо размотрити снагу у овим условима. Међутим, прво, хајде да дамо општу дефиницију појма.
Снага - физичка величина која одражава брзину конверзије или преноса електричне енергије.
У ужем смислу кажу да је електрична снага однос извршеног рада у одређеном временском периоду према овом временском периоду.
Да парафразирамо ову дефиницију мање научно, испада да је снага одређена количина енергије коју потрошач троши током одређеног временског периода. Најједноставнији пример је обична лампа са жарном нити. Брзина којом сијалица претвара електричну енергију коју троши у топлоту и светлост је њена снага. Сходно томе, што је овај индикатор у почетку већи за сијалицу, то ће више трошити енергију, а више светлости ће дати.
Пошто у овом случају не постоји само процес претварања електричне енергије у неки други (светлосни, топлотни итд.), али и процеса осциловања електричног и магнетног поља, јавља се фазни помак између струје и напона, што треба узети у обзир у даљим прорачунима.
Приликом израчунавања снаге у колу наизменичне струје, уобичајено је разликовати активне, реактивне и пуне компоненте.
Концепт активне снаге
Активна „корисна“ снага је онај део снаге који директно карактерише процес претварања електричне енергије у неку другу енергију. Означава се латиничним словом П и мери се у вати (уто).
Израчунато према формули: П = У⋅И⋅цосφ,
где су У и И ефективна вредност напона и струје кола, респективно, цос φ је косинус фазног угла између напона и струје.
ВАЖНО! Раније описана формула је погодна за израчунавање кола са напон 220В, међутим, моћне јединице обично користе мрежу са напоном од 380В. У овом случају, израз треба помножити са кореном од три или 1,73
Појам реактивне снаге
Реактивна "штетна" снага је снага која настаје током рада електричних уређаја са индуктивним или капацитивним оптерећењем, а одражава текуће електромагнетне осцилације. Једноставно речено, то је енергија која прелази од извора напајања до потрошача, а затим се враћа назад у мрежу.
Наравно, ову компоненту је немогуће користити у пословању, штавише, она на много начина штети мрежи напајања, па се обично покушавају надокнадити.
Ова вредност је означена латиничним словом К.
ЗАПАМТИТИ! Реактивна снага се не мери у конвенционалним ватима (уто), и у реактивним волт-амперима (Вар).
Израчунато према формули:
К = У⋅И⋅синφ,
где су У и И ефективна вредност напона и струје кола, респективно, синφ је синус фазног угла између напона и струје.
ВАЖНО! Приликом израчунавања, ова вредност може бити и позитивна и негативна, у зависности од фазног кретања.
Капацитивна и индуктивна оптерећења
Главна разлика између реактивних (капацитивни и индуктивни) оптерећења - присуство, у ствари, капацитивности и индуктивности, који теже да складиште енергију и касније је предају мрежи.
Индуктивно оптерећење претвара енергију електричне струје прво у магнетно поље (током пола полуциклуса), а затим претвара енергију магнетног поља у електричну струју и преноси је у мрежу. Примери су индукциони мотори, исправљачи, трансформатори, електромагнети.
ВАЖНО! Када се ради са индуктивним оптерећењем, струјна крива увек заостаје за кривом напона за пола пола циклуса.
Капацитивно оптерећење претвара енергију електричне струје у електрично поље, а затим претвара енергију резултујућег поља назад у електричну струју.Оба процеса се поново одвијају по пола полуциклуса. Примери су кондензатори, батерије, синхрони мотори.
ВАЖНО! Током рада капацитивног оптерећења, крива струје води криву напона за пола полуциклуса.
Фактор снаге цосφ
Фактор снаге цосφ (прочитајте косинус фи) је скаларна физичка величина која одражава ефикасност потрошње електричне енергије. Једноставно речено, коефицијент цосφ показује присуство реактивног дела и вредност примљеног активног дела у односу на укупну снагу.
Коефицијент цосφ се налази кроз однос активне електричне снаге и привидне електричне снаге.
БЕЛЕШКА! У прецизнијем прорачуну треба узети у обзир нелинеарна изобличења синусоида, међутим, они се занемарују у конвенционалним прорачунима.
Вредност овог коефицијента може да варира од 0 до 1 (ако се обрачун врши у процентима, онда од 0% до 100%). Из формуле за израчунавање није тешко схватити да што је већа његова вредност, то је већа активна компонента, што значи да су перформансе уређаја боље.
Концепт тоталне моћи. Повер Триангле
Привидна снага је геометријски израчуната вредност једнака корену збира квадрата активне и реактивне снаге, респективно. Означено латиничним словом С.
Такође можете израчунати укупну снагу множењем напона и струје, респективно.
С = У⋅И
ВАЖНО! Привидна снага се мери у волт-амперима (ВА).
Троугао снаге је погодан приказ свих претходно описаних прорачуна и односа између активне, реактивне и привидне снаге.
Ноге одражавају реактивне и активне компоненте, хипотенузу - укупну снагу. Према законима геометрије, косинус угла φ једнак је односу активне и укупне компоненте, односно чини фактор снаге.
Како пронаћи активну, реактивну и привидну снагу. Пример израчунавања
Сви прорачуни су засновани на претходно наведеним формулама и троуглу снаге. Погледајмо проблем који се најчешће среће у пракси.
Обично су електрични уређаји означени активном снагом и вредношћу коефицијента цосφ. Са овим подацима је лако израчунати реактивну и укупну компоненту.
Да бисмо то урадили, делимо активну снагу са коефицијентом цосφ и добијамо производ струје и напона. Ово ће бити пуна снага.
Даље, на основу троугла снаге налазимо реактивну снагу једнаку квадрату разлике између квадрата привидне и активне снаге.
Како се мери цосφ у пракси
Вредност коефицијента цосφ обично је назначена на ознакама електричних уређаја, међутим, ако је потребно да је измерите у пракси, користе специјализовани уређај - фазометар. Такође, дигитални ватметар може лако да се носи са овим задатком.
Ако је добијени коефицијент цосφ довољно низак, онда се може практично надокнадити. Ово се углавном ради укључивањем додатних уређаја у коло.
- Ако је потребно исправити реактивну компоненту, онда у коло треба укључити реактивни елемент, који делује супротно од већ функционалног уређаја. Да би се компензовао рад индукционог мотора, на пример индуктивног оптерећења, кондензатор је повезан паралелно. За компензацију синхроног мотора прикључен је електромагнет.
- Ако је потребно исправити проблеме нелинеарности, у коло се уводи пасивни цосφ коректор, на пример, то може бити високоиндуктивна пригушница повезана серијски са оптерећењем.
Снага је један од најважнијих показатеља електричних уређаја, тако да је познавање тога шта је и како се израчунава корисно не само за школарце и људе специјализоване за технологију, већ и за сваког од нас.
Слични чланци:
