Како пронаћи снагу у колу наизменичне струје

АЦ напајање није исто што и једносмерно напајање. Сви знају да једносмерна струја може да загреје активно оптерећење Р. А ако почнете да напајате коло које садржи кондензатор Ц једносмерном струјом, чим се напуни, овај кондензатор више неће пропуштати струју кроз коло.

Завојница Л у ДЦ колу се обично може понашати као магнет, посебно ако садржи феромагнетно језгро. У овом случају, вод завојнице са активним отпором неће се ни на који начин разликовати од отпорника Р који је повезан у серију са завојницом (и исте оцене као омски отпор кабла завојнице).

У сваком случају, у ДЦ колу где се оптерећење састоји само од пасивних елемената, пролазни процеси завршавају се скоро чим она почне да се храни и више се не појављују.

Наизменичне струје и реактивни елементи

Што се тиче кола наизменичне струје, у њему су прелазни процеси од најважнијег, ако не и одлучујућег значаја, а сваки елемент таквог кола је способан не само да расипа енергију у облику топлоте или механичког рада, већ и најмање акумулирање енергије у облику електричног или магнетног поља ће утицати на струју, изазивајући неку врсту нелинеарног одговора, у зависности не само од амплитуде примењеног напона, већ и од фреквенције струје која пролази.

Дакле, са наизменичном струјом, снага се не само расипа у облику топлоте на активним елементима, већ се део енергије сукцесивно акумулира и затим враћа назад у извор напајања. То значи да се капацитивни и индуктивни елементи опиру проласку наизменичне струје.

У кругу синусоидна наизменична струја Кондензатор се прво пуни половином периода, а током следеће половине периода се празни, враћајући наелектрисање назад у мрежу, и тако на сваку половину периода синусног таласа мреже. Индуктор у колу наизменичне струје ствара магнетно поље током прве четвртине периода, а током следеће четвртине тог магнетног поља се смањује, енергија у облику струје се враћа назад у извор. Овако се понашају чисто капацитивна и чисто индуктивна оптерећења.

Код чисто капацитивног оптерећења, струја предњачи напон за четвртину периода синусног таласа мреже, односно за 90 степени, ако се посматра тригонометријски (када напон у кондензатору достигне максимум, струја кроз њега је нула , а када напон почне да прелази нулу, струја у струјном колу ће бити максимална).

Код чисто индуктивног оптерећења струја заостаје за напоном за 90 степени, односно заостаје за четвртину синусоидног периода (када је напон примењен на индуктивност максималан, струја само почиње да расте). За чисто активно оптерећење, струја и напон не заостају једни за другима ни у једном временском тренутку, односно строго су у фази.

Укупна, реактивна и активна снага, фактор снаге

Испоставља се да ако оптерећење у колу наизменичне струје није савршено активно, онда су у њему нужно присутне реактивне компоненте: оне са индуктивном компонентом намотаја трансформатора и електричних машина, кондензатори и други капацитивни елементи са капацитивном компонентом, чак и само индуктивност жица итд. .н.

Као резултат тога, у колу наизменичне струје, напон и струја нису у фази (нису у истој фази, што значи да се њихови максимуми и минимуми не поклапају са максимумом — са максимумом, а минимум са минимумом тачно) и увек постоји неко заостајање струје од напона за одређени угао, који се обично назива пхи. И величина косинуса пхи се зове фактор снаге, пошто је косинус пхи заправо однос активне снаге Р, неповратно потрошене у колу оптерећења, према укупној снази С која нужно пролази кроз оптерећење.

Извор наизменичног напона испоручује укупну снагу С кругу оптерећења, део ове укупне снаге се враћа сваке четвртине периода назад до извора (онај део који се враћа и лута напред-назад се назива реактивна компонента К), а део се троши у облику активне снаге П — у облику топлоте или механичког рада.

Да би оптерећење које садржи реактивне елементе функционисало како је предвиђено, потребно је да га напаја извор електричне енергије пуном снагом.

Како израчунати привидну снагу у колу наизменичне струје

Да би се измерила укупна снага С оптерећења у колу наизменичне струје, довољно је помножити струју И и напон У, односно њихове просечне (ефикасне) вредности, које је лако измерити волтметром наизменичне струје и амперметром ( ови уређаји показују тачно просечну, ефективну вредност, која је за двожичну једнофазну мрежу мања од амплитуде 1,414 пута). На овај начин ћете знати колико снаге иде од извора ка пријемнику. Просечне вредности се узимају јер је у конвенционалној мрежи струја синусоидна и треба да добијемо тачну вредност потрошене енергије сваке секунде.

Како израчунати активну снагу у колу наизменичне струје

Ако је оптерећење чисто активне природе, на пример, то је калем за грејање од нихрома или лампе са жарном нити, онда можете једноставно помножити очитавања амперметра и волтметра, то ће бити активна потрошња енергије П. Али ако оптерећење има активно-реактивну природу, тада ће прорачун морати да зна косинус пхи, тј. фактор снаге.

Специјални електрични мерни уређај — фазометар, ће вам омогућити да директно измерите косинус пхи, односно добијете нумеричку вредност фактора снаге. Познавајући косинус пхи, остаје да га помножимо са укупном снагом С, чији је начин израчунавања описан у претходном параграфу. Ово ће бити активна снага, активна компонента енергије коју троши мрежа.

Како израчунати реактивну снагу

Да бисте пронашли реактивну снагу, довољно је користити последице Питагорине теореме, постављајући троугао снаге или једноставно помножити укупну снагу са синусоидом.