Треугольник мощностей активная реактивная и полная мощность: Что такое треугольник мощностей и каково его назначение?

Коэффициент мощности — это отношение активной мощности (кВт) к полной мощности (кВА), поскольку числитель и знаменатель являются мощностью, коэффициент мощности — это величина на единицу меньше.

Что такое полная, активная и реактивная мощность?

Power Solutions / Блог / Полезная информация / Что такое полная, активная и реактивная мощность?

В повседневной жизни практически каждый сталкивается с понятием “электрическая мощность”, “потребляемая мощность” или “сколько эта штука “кушает” электричества”. В данной подборке мы раскроем понятие электрической мощности переменного тока для технически подкованных специалистов и покажем на картинке электрическую мощность в виде “сколько эта штука кушает электричества” для людей с гуманитарным складом ума :-). Мы раскрываем наиболее практичное и применимое понятие электрической мощности и намеренно уходим от описания дифференциальных выражений электрической мощности.

В цепях переменного тока формула для мощности постоянного тока может быть применена лишь для расчёта мгновенной мощности, которая сильно изменяется во времени и для практических расчётов бесполезна. Прямой расчёт среднего значения мощности требует интегрирования по времени. Для вычисления мощности в цепях, где напряжение и ток изменяются периодически, среднюю мощность можно вычислить, интегрируя мгновенную мощность в течение периода. На практике наибольшее значение имеет расчёт мощности в цепях переменного синусоидального напряжения и тока.

Для того, чтобы связать понятия полной, активной, реактивной мощностей и коэффициента мощности, удобно обратиться к теории комплексных чисел. Можно считать, что мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность — мнимой частью, полная мощность — модулем, а угол φ (сдвиг фаз) — аргументом. Для такой модели оказываются справедливыми все выписанные ниже соотношения.

Активная мощность (Real Power)

Единица измерения — ватт (русское обозначение: Вт, киловатт – кВт; международное: ватт -W, киловатт – kW).

Среднее за период Τ  значение мгновенной мощности называется активной  мощностью, и

выражается формулой: 

В цепях однофазного синусоидального тока , где υ и Ι это  среднеквадратичные значения напряжения и тока,  а φ — угол сдвига фаз между ними.

Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле . В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S, активная связана соотношением . 

В теории длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной мощностью.

Реактивная мощность (Reactive Power)

Единица измерения — вольт-ампер реактивный (русское обозначение: вар, кВАР; международное: var).

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними:

 (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью P  соотношением: .

Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.

Необходимо отметить, что величина sin φ для значений φ от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin φ для значений φ от 0 до минус 90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой   

реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например,асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор, являются активно-индуктивными.

Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения

Полная мощность (Apparent Power)

Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (русское обозначение: В·А, ВА, кВА-кило-вольт-ампер; международное: V·A, kVA).

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: ; соотношение полной мощности с активной и реактивной мощностями выражается в следующем виде:     где P — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q›0, а при ёмкостной Q‹0).

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:

Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода, кабели, распределительные щиты, трансформаторы, линии электропередачи), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому полная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.

Визуально и интуитивно-понятно все вышеперечисленные формульные и текстовые описания полной, реактивной и активной мощностей передает следующий рисунок 🙂 

Специалисты компании НТС-групп (ТМ PowerSol) имеют огромный опыт подбора специализированного оборудования для построения систем обеспечения жизненно важных объектов бесперебойным электропитанием. Мы умеем максимально качественно учитывать большое количество электрических и эксплуатационных параметров, которые влияют на выбор оборудования. Производители ИБП и электрогенераторов в документации обязательно указывают полную и активную мощность. Производители стабилизаторов напряжения обычно указывают коэффициент 1(кВт=кВА). Специалисты компании НТС-ГРУПП помогут Вам разобраться  в технических характеристиках и максимально комфортно купить ИБП. Несмотря на то что у нас большой выбор стабилизатор напряжения для дома или офиса-  мы поможем Вам найти именно тот, который Вам нужен.

© Материал подготовлен специалистами компании НТС-групп (ТМ PowerSol) с использованием информации из открытых источников, в т.ч. из свободной энциклопедии ВикипедиЯ https://ru.wikipedia.org  

23 факта, которые вы должны знать —

Треугольник мощности — это просто прямоугольный треугольник, сторона которого соответствует активной, реактивной и полной мощности. Компонент основания символизирует активную мощность, перпендикулярный компонент обозначает реактивную мощность, а гипотенуза символизирует полную мощность.

Что такое треугольник силы?

Определение треугольника власти | Определение треугольника силы

Треугольник мощности — это графическое представление реальной или активной мощности, реактивной мощности и полной мощности в виде прямоугольного треугольника.

Уравнение силового треугольника | Треугольник мощности PQS

Расчет формулы треугольника мощности | Уравнение треугольника мощностей

В треугольнике мощностей активная мощность P, реактивная мощность Q и полная мощность S образуют прямоугольный треугольник. Следовательно,

гипотенуза ² = основание ² + перпендикуляр ²

S ² = P ² + Q ²

Здесь полная мощность (S) измеряется в вольтамперах (ВА).

Активная мощность (P) измеряется в ваттах (Вт).

Реактивная мощность (Q) измеряется в реактивных вольт-амперах (ВАр).

• Треугольник мощности — это графическое представление активной или активной мощности, реактивной мощности и полной мощности в виде прямоугольного треугольника.
• Активная или действительная мощность относится ко всей мощности, рассеиваемой в электрической цепи. Измеряется в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт) и представляется как P и среднее значение активной мощности P .
• Реактивная мощность или мнимая мощность — это мощность, которая не выполняет никакой реальной работы и вызывает нулевое рассеивание мощности. T также известен как мощность без ватт. Это мощность, полученная от реактивных элементов, таких как индуктивная нагрузка и емкостная нагрузка. Реактивная мощность рассчитывается в реактивных киловольт-амперах (кВАр) и обозначается Q.
• Полная мощность в цепи, как поглощаемая, так и рассеиваемая, называется полной мощностью. Полная мощность вычисляется путем умножения среднеквадратичного значения напряжения на среднеквадратичное значение тока без учета фазового угла.
• Закон Ома всегда работает с цепями постоянного тока, но в случае переменного тока он работает только тогда, когда цепь является чисто резистивной, т. е. в цепи нет индуктивной или емкостной нагрузки. Но большинство цепей переменного тока состоят из последовательной или параллельной комбинации RLC. Из-за этого напряжение и ток становятся противофазными, и вводится комплексная величина.
• Мощность трехфазной системы = √3 x коэффициент мощности x напряжение x ток.

Силовой треугольник для цепи серии RLC | Цепи треугольника мощности

Рассмотрим цепь RLC, соединенную последовательно, как указано выше.

Где резистор с сопротивлением R.

индуктор с индуктивностью L.

конденсатор с емкостью C.

Источник переменного напряжения V _м sin⍵t применяется.

В — среднеквадратичное значение приложенного напряжения, а I — среднеквадратичное значение полного тока в цепи. Катушка индуктивности и конденсатор дают Х _L и X _C оппозиций соответственно в цепи. Теперь может быть три случая:

Случай 1: X _L > X _C

Случай 2: X _L < X _C

умножив каждый из векторов напряжения на I, мы получим три составляющие мощности.

Из векторного треугольника мы можем быстро получить треугольник мощности, умножив напряжения на I. Реальная мощность умножается на V _R , что равно I ² R. Реактивная мощность I умножается на (V _C – V _L ), что равно I ² (X _C – X _L ). Полная мощность V = I ² Z рассчитывается из активной мощности и реактивной мощности для обоих случаев. Здесь мы принимаем во внимание другую величину, комплексную мощность. Комплексная мощность представляет собой сумму активной мощности и реактивной мощности, представленных в комплексной форме, т. е. с величиной j.

Следовательно, комплексная мощность

S = P – jQ  когда X _L < X _C

S = P + jQ, когда X _L > X _C

меньше емкостного сопротивления. Следовательно, реактивная мощность отрицательна, и угол ϕ также отрицателен. Для случая 2 значение индуктивного сопротивления больше, чем значение емкостного сопротивления, реактивная мощность равна +ve, а угол ϕ также равен +ve.

Треугольник активной реактивной полной мощности | Мощность вольт ампер треугольник

Треугольник активной и реактивной мощности .

Треугольник истинной силы .

Активная или действительная мощность относится ко всей мощности, рассеиваемой в электрической цепи. Измеряется в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт) и представляется в виде P и среднего значения активной мощности P is,

P = VI = I ² R

Треугольник реактивной мощности

Реактивная мощность или мнимая мощность — это мощность, которая не выполняет никакой реальной работы и вызывает нулевое рассеивание мощности. Он также известен как Вт без мощности . Это мощность, полученная от реактивных элементов, таких как индуктивная нагрузка и емкостная нагрузка. Реактивная мощность рассчитывается в киловольт-амперах реактивной (кВАр) и обозначается Q.

Реактивная мощность Q = VI _{реактивная} = I ² X.

Треугольник полной мощности

Полная мощность в цепи, как поглощаемой, так и рассеиваемой, называется полной мощностью. Полная мощность вычисляется путем умножения среднеквадратичного значения напряжения на среднеквадратичное значение тока без учета фазового угла.

Полная мощность

Для чисто резистивной цепи реактивная мощность отсутствует. Итак, кажущаяся мощность равна активной или истинной мощности.

Силовой треугольник для цепи переменного тока | Треугольник электрической мощности

Цепи переменного тока могут иметь любую комбинацию R, L и C, и если мы хотим правильно рассчитать общую мощность, мы должны знать разность фаз между I и V. Форма волны тока а напряжение синусоидальное. Поскольку мощность = напряжение x ток, максимальная мощность достигается, когда обе формы волны совпадают. В этой ситуации формы волны называются «синфазными» друг с другом.

• В чисто резистивной цепи переменного тока I и V идеально совпадают по фазе. Следовательно, просто умножая их, мы можем получить мощность.
• Если в цепи имеется индуктивная или емкостная нагрузка, создается разность фаз. Даже если разница фаз незначительна, мощность переменного тока делится на две части: одну положительную и одну отрицательную. Отрицательная мощность не является математически отрицательной величиной; это просто означает, что в систему подается питание, но передачи энергии не происходит. Эта мощность известна как реактивная мощность. Положительная величина совершает некоторую реальную работу, поэтому ее классифицируют как реальную или активную мощность.
• Другая часть питания подается в цепь от источника. Она известна как кажущаяся мощность. Полная мощность рассчитывается путем умножения среднеквадратичных значений тока и напряжения.

Треугольник силы по закону Ома | Треугольник силы Ома

Закон Ома всегда работает с цепями постоянного тока, но в случае переменного тока он работает только тогда, когда цепь является чисто резистивной, т. е. в цепи нет индуктивной или емкостной нагрузки. Но большинство цепей переменного тока состоят из последовательной или параллельной комбинации RLC. Из-за этого напряжение и ток становятся противофазными, и вводится комплексная величина. Нам нужно применить некоторые специальные формулы, чтобы рассчитать переменный ток и параметры силового треугольника.

Треугольник мощности для емкостной нагрузки

Емкостная нагрузка означает, что коэффициент мощности опережает ток по фазовому углу относительно напряжения.

Треугольник мощности для индуктивной нагрузки

Индуктивная нагрузка показывает, что коэффициент мощности отстает, поскольку I отстает от V на фазовый угол.

Треугольник комплексной мощности

Комплексная мощность есть не что иное, как представление мощности с использованием комплексных чисел. Действительная часть представляет собой активную мощность. Мнимая часть представляет собой реактивную мощность.

Предположим, что ток и напряжение в емкостной цепи равны I и V соответственно. Мы знаем, что для емкостной нагрузки I опережает V на фазовый угол. Примем этот угол за ϕ.

Допустим, напряжение на нагрузке V= ve ^jƟ и ток I = iej ^(Ɵ+ϕ) .

Мы знаем, мощность — это напряжение, умноженное на сопряженный ток.

Итак, комплексная мощность S = VI* = ve ^jƟ x ie ^-j(Ɵ+ϕ) = vie ^-jϕ

S = vi(cosϕ – jsinϕ) = vicosϕ – jvisinϕ = P – jQ [мы знаем активную мощность P = vicosϕ и реактивную мощность Q = visinϕ]

Для емкостной нагрузки I отстает от V на фазовый угол. Итак, напряжение на нагрузке V= ve ^jƟ и ток I = ie ^j(Ɵ-ϕ) .

So комплексная мощность

S = VI* = ve ^jƟ x ie-j ^(Ɵ-ϕ) = vie ^jϕ

S = vi(cosϕ + jsinϕ) = P vicosϕ + jvisinϕ

Трехфазный силовой треугольник

Переменный ток может быть однофазным или трехфазным. Изменение амплитуды тока приводит к генерации синусоидальных волн. Для однофазного питания есть только одна волна. Трехфазные системы разделяют ток на три части. Три составляющие тока не совпадают по фазе на одну треть цикла каждая. Каждая текущая составляющая равна по величине, но противоположна по направлению двум другим конъюнктивным.

Мощность трехфазной системы = √3 x коэффициент мощности x напряжение x ток.

Треугольник импеданса и треугольник мощности

Коэффициент мощности треугольника импеданса

В цепях постоянного тока только сопротивление отвечает за противодействие току. Но в цепях переменного тока величина, называемая реактивным сопротивлением, также противодействует току. Реактивное сопротивление может быть любой комбинацией индуктивности и емкости. Но и индуктивность, и емкость отличаются от сопротивления фазовым углом (отстающим или опережающим). Таким образом, мы не можем сложить их арифметически. Итак, мы строим треугольник импеданса с гипотенузой Z (импеданс), основанием R (сопротивление) и реактивным сопротивлением X (индуктивное или емкостное реактивное сопротивление или оба).

Коэффициент мощности = R/Z

Коэффициент мощности треугольника мощности

Коэффициент мощности в треугольнике мощности называется отношением активной мощности к полной мощности, определяемым как косинус угла вектора.

Треугольник коррекции коэффициента мощности

Коррекция коэффициента мощности — это метод повышения эффективности электрической цепи за счет снижения реактивной мощности. Коррекция коэффициента мощности достигается за счет параллельно соединенных конденсаторов, которые противодействуют эффектам, вызванным индуктивными элементами, и уменьшают фазовый сдвиг.

Формула треугольника коэффициента мощности

Коэффициент мощности для емкостной или индуктивной нагрузки = R/Z

Коэффициент мощности = Активная мощность/Полная мощность мощность, умноженная на общее время использования мощности.

Энергия E = P x T

Как нарисовать треугольник мощности?

Генератор силового треугольника

Треугольник мощностей строится, принимая активную мощность за основание, реактивную мощность за перпендикуляр и полную мощность за гипотенузу.

Металлические треугольники на линиях электропередач

Мы часто видим несколько треугольных петель, свисающих с линий электропередач. Они используются для обеспечения устойчивости строп при сильном ветре. Эти треугольные ребра предотвращают подпрыгивание строп слишком близко друг к другу и гарантируют, что они не оторвутся от изоляторов.

Расчет треугольника электрической мощности | Калькулятор треугольника мощности

В. Катушка индуктивности 120 мГн и сопротивление 70 Ом соединены последовательно с источником питания 220 В, 50 Гц. Вычислите кажущуюся мощность.

Индуктивное сопротивление

Полное сопротивление катушки индуктивности

Итак, ток, потребляемый катушкой индуктивности = V/Z= 220/79,5 = 2,77 А

Следовательно, фазовый угол

отстающая мощность

008

Реактивная мощность

Полная мощность

Q. Рассчитайте коэффициент мощности последовательной RLC-цепи с индуктивной нагрузкой 23 Ом, емкостной нагрузкой 18 Ом и резистивной нагрузкой 12 Ом, подключенной к напряжению питания 100 В, 60 Гц.

Дано:

Индуктивное реактивное сопротивление x _L = 23 Ом

Кемковое реактивное сопротивление x _C = 18 Ом

Сопротивление = 12 Ом

Общее сопротивление цепи

Силовой коэффициент цепи = r/Z Z Z = 12/13 = 0,92

Пример треугольника мощности

В. Нагрузка 20 кВт имеет отстающий коэффициент мощности 0,8. Найдите номинал конденсатора, чтобы он мог поднять значение коэффициента мощности до 0,95.

Здесь реальная мощность P = 20 кВт

Коэффициент мощности cosϕ ₁ = 0,8

Мы знаем, что реактивная мощность должна быть уменьшена, чтобы получить увеличенный коэффициент мощности. Следовательно, фазовый угол также уменьшится. Предположим, что изначально фазовый угол был ϕ ₁ , а после снижения реактивной мощности фазовый угол равен ϕ ₂ . Итак, треугольник мощностей выглядит так-

Из диаграммы видно, что реактивная мощность уменьшилась до AB от переменного тока. Итак, нам нужно вычислить разницу AC и AB, и эта величина является требуемым номиналом конденсатора.

Здесь, OA = 20 кВт

COS Воц ₁ = 0,8

COS Воц ₂ = 0,95

Мы знаем, COSЦ ₁ = OA/OC

SO, OC = 20/0.8 = 25 KVA 9009 = OA/OC

SO, OC = 20/0,8 = 25 KVA.0008

AC = √ (OC ² — OA ² ) = 15 KVAR

COSЦ ₂ = OA/OB

SO, OB = 20/0,95 = 21 KVA

AB = √ (OB ^2. – OA ² ) = 6,4 квар

Следовательно, BC = AC – AB = (15 – 6,4) = 8,6 квар

Часто задаваемые вопросы

Сколько типов треугольника в степени степеней?

Треугольник мощности состоит из трех типов мощности

• – Истинная или активная мощность.
• – реактивная мощность.
• – полная мощность.

Что такое силовой треугольник? Объясните активную , реактивную и полную мощность на примере.

Треугольник мощности представляет собой треугольное представление отношения между активной мощностью, реактивной мощностью и полной мощностью.

Например, в любом электроприборе общая вырабатываемая мощность представляет собой части активной и реактивной мощности.

Что такое треугольник мощности цепи переменного тока?

Треугольник мощности цепи переменного тока может быть резистивным, емкостным или индуктивным, и треугольник состоит из трех видов мощностей, а полная мощность рассчитывается с помощью активной мощности и реактивной мощности.

Что такое треугольник мощности цепи RL?

Цепь RL имеет треугольник мощности с активной мощностью = I ² R, реактивной мощностью = I ² X _L , а полная мощность = I ² Z, где X _L — индуктивное реактивное сопротивление, а Z — полное сопротивление цепи.

Какая связь между KVA, KW и KVAr?

КВА — это единица измерения полной мощности, а кВт и кВАр — это единицы активной мощности и реактивной мощности соответственно. Таким образом, из концепции треугольника мощностей можно сделать вывод, что ^{кВА 2} = ² кВт + кВАр.0034 2 .

Какое значение имеет коэффициент мощности?

Для индуктивных и емкостных нагрузок коэффициент мощности играет жизненно важную роль при расчете реактивной мощности. Реактивная мощность — это часть активной мощности, которая уменьшается, а коэффициент мощности — это отношение истинной мощности к полной мощности. Коэффициент мощности, равный единице, указывает на то, что цепь имеет полностью резистивный характер.

Сколько ватт составляет 6 кВА?

6 кВА = 6000 ВА

При единичном коэффициенте мощности 6 кВА = 1 x 6000 = 6000 Вт

Если коэффициент мощности другой, 6 кВА = 6 x (коэффициент мощности) Вт

Как преобразовать кВтч в кВАч?

кВтч = кВАч X коэффициент мощности

Следовательно, кВАч = кВтч/коэффициент мощности

Сколько ватт составляет 1 кВА?

Для чисто резистивной нагрузки реактивная мощность отсутствует. Таким образом, коэффициент мощности равен 1. Здесь 1 кВА = 1 Вт

. Если нагрузка емкостная или индуктивная, резистивная мощность не равна 0, поскольку коэффициент мощности представляет собой сопротивление/импеданс. Здесь 1 кВА = коэффициент мощности x 1 кВт

Почему электрические опоры имеют треугольную форму?

По следующим причинам электрические опоры имеют треугольную форму.

• ‌Треугольники имеют большую площадь основания, что делает их очень жесткими. Эта жесткость помогает выдерживать боковые нагрузки.
• ‌Треугольники имеют меньшую площадь, чем любой четырехугольник. Если бы форма была четырехугольной, то стоимость была бы больше. Треугольная форма снижает стоимость за счет исключения одной лишней стороны.

Каков коэффициент мощности трансформатора?

Коэффициент мощности трансформатора зависит от характеристик нагрузки.

‌Если нагрузка чисто резистивная, коэффициент мощности равен единице или 1.

‌Если нагрузка емкостная, т. е. X _C > X _L , коэффициент мощности называется опережающим.

‌Если нагрузка индуктивная, т. е. X _L > X _C , коэффициент мощности называется отстающим.

В чем разница между KVA KWH KVAH и KVAR? | Треугольник мощности кВт КВА КВАР

КВА означает киловольт-ампер. Это единица реальной или активной мощности.

KWH означает киловатт-час. Это используется для измерения того, сколько энергии (в киловаттах) потребляется за час.

KVAH означает киловольт-ампер-час. KVAH — это полная мощность, а KWH — это активная мощность. KVAH = кВтч/коэффициент мощности

KVAR означает реактивный киловольт-ампер. Используется для измерения реактивной мощности.

Каков коэффициент мощности цепи L-R?

Полное сопротивление цепи L-R равно Z = R + jωL

Мы знаем, коэффициент мощности

Какова единица измерения коэффициента мощности?

Коэффициент мощности – это отношение активной мощности (кВт) к полной мощности (кВА), поскольку и числитель, и знаменатель являются мощностями, коэффициент мощности – это величина без единицы.

 

Активная мощность, реактивная мощность и полная мощность

В цепи переменного тока полная потребляемая мощность называется полной мощностью. Треугольник мощности — это представление прямоугольного треугольника, показывающее соотношение между активной мощностью, реактивной мощностью и полной мощностью.

Почти все электрические нагрузки работают на переменном токе (AC). Каждая нагрузка имеет свое сопротивление. Кроме того, некоторые нагрузки имеют индуктивное сопротивление, некоторые имеют емкостное сопротивление, а некоторые имеют как индуктивное, так и емкостное сопротивление. Сопротивление и реактивные сопротивления вместе называются импедансом, но это не алгебраическая сумма обоих.

Полное сопротивление представляет собой векторную сумму сопротивления и реактивного сопротивления, которая имеет величину (Z) и фазовый угол (Φ). Общее сопротивление нагрузки определяет, сколько активной и реактивной мощности она потребляет. Понятия активной, реактивной и полной мощности могут быть трудны для понимания. Представленная ниже информация может помочь вам в их понимании.

Действительная мощность

Действительная мощность — это мощность, потребляемая резистивной частью цепи. Оно такое же, как и у мощности в цепи постоянного тока. Реальная мощность совершает реальную работу в электрической цепи. Она также известна как истинная мощность, активная мощность или полезная мощность. Реальная мощность измеряется в ваттах (Вт) и обозначается P.

Цепь, состоящая только из сопротивлений, не создает разности векторов между осциллограммами напряжения и тока (Φ = 0). Вся мощность, поступающая на сопротивление, рассеивается в виде тепла, света или некоторой работы.

Ламповые нагрузки и электрические нагреватели являются примерами резистивных нагрузок. Таким образом, мощность, потребляемая сопротивлением, представляет собой реальную мощность, которая по существу является средней мощностью схемы.

Всегда рассчитывается как

   

, где R – это полное активное сопротивление цепи. V и I являются среднеквадратичными значениями напряжения и тока соответственно.

Реактивная мощность

Реактивная мощность не выполняет никакой полезной работы в цепи. Это мощность, которая течет между источником и нагрузкой. Реактивная мощность связана с реактивными элементами, такими как катушки индуктивности и конденсаторы.

Катушки индуктивности потребляют реактивную мощность, тогда как конденсаторы генерируют реактивную мощность. Следовательно, оба элемента сохраняют и возвращают мощность обратно к источнику, не потребляя реальную мощность. Ее также называют мнимой мощностью или безваттной мощностью. Он производит фазовый сдвиг между формами напряжения и тока.

Реактивная мощность всегда рассчитывается как

   

, где X — это общая реактивная составляющая (реактивное сопротивление) цепи. В чисто реактивной цепи векторы напряжения и тока не совпадают по фазе на 90 ⁰ . Следовательно, реактивная мощность становится равной

   

Реактивная мощность представляет собой произведение вольт и ампер, которые не совпадают по фазе друг с другом на угол Φ.

Полная мощность

В цепях переменного тока мощность, подаваемая на нагрузку, состоит из двух компонентов, как обсуждалось выше. Один из них — это реальная мощность (P), рассеиваемая сопротивлением, а другой — реактивная мощность (P), подводимая к реактивному сопротивлению.

В результате кривые напряжения и тока не имеют одного и того же пути. Но между ними существует фазовый сдвиг.

Реальная мощность и реактивная мощность могут быть представлены в комплексной форме и поэтому называются комплексной мощностью. Она задается как

   

   

В приведенном выше уравнении действительная часть (P) обозначает реальную мощность, а мнимая часть (Q) обозначает реактивную мощность. Это не алгебраическая сумма реальной и реактивной мощностей, а векторная сумма P и Q. Ее единица выражается в вольт-амперах.

Абсолютное значение комплексной мощности называется полной мощностью. Она задается как

   

Полная мощность – это общая мощность или потребность в цепи переменного тока. Произведение среднеквадратичного значения напряжения переменного тока (V) и тока (I), протекающего по цепи, называется полной мощностью. Его единицей измерения является вольт-ампер, обозначенный символом S.

Полная мощность рассчитывается как с помощью прямоугольного треугольника. Он показывает векторную сумму активной и реактивной мощности в виде треугольника мощности, как показано ниже.

На приведенном выше рисунке реальная, реактивная и полная мощность составляют стороны треугольника соответственно. Прилегающая сторона представляет собой действительную мощность, противоположная сторона представляет собой реактивную мощность, а гипотенуза представляет собой полную мощность. Φ — фазовый угол, образованный реальной мощностью и полной мощностью.

Если фазовый угол больше, значит схема потребляет больше реактивной мощности. Например, если фазовый угол Φ равен 0 ⁰ , значение коэффициента мощности cos Φ = 1 означает, что к цепи подключена чисто резистивная нагрузка.

Для фазового угла 25 ⁰ коэффициент мощности cos Φ становится равным 0,906, цепь становится более резистивной и менее реактивной. Если значение Φ равно 75 ⁰ , коэффициент мощности становится равным 0,258, цепь становится более реактивной и менее резистивной.

Наконец, если фазовый угол станет равным 90 ⁰ , коэффициент мощности станет равным cos Φ = 0, что означает, что к цепи подключена чисто реактивная нагрузка (индуктивная).

Из треугольника мощности можно сделать следующие вычисления,

   

     

   

   

   

        

Из треугольника полезной мощности понятно, что для получения общей мощности переменного тока требуется мощность S, равная киловаттам P, Φ.

Коэффициент мощности

В цепи переменного тока коэффициент мощности играет жизненно важную роль. Это фактор, который определяет количество реальной мощности, протекающей в цепи. Коэффициент мощности представляет собой косинус угла между осциллограммами напряжения и тока.

Определяется как отношение реальной мощности, поглощаемой нагрузкой, к полной мощности, протекающей по цепи. Его значение лежит между 0 и 1 и не имеет единицы измерения.

Коэффициент мощности определяется по формуле

   

   

Коэффициент мощности также можно определить по соотношению сопротивления и импеданса.

   

Решенная задача

Катушка индуктивности с сопротивлением 10 Ом и индуктивностью 50 мГн подключена к источнику питания 220 В, 50 Гц. Рассчитайте текущую, активную мощность, реактивную мощность и полную мощность. Нарисуйте треугольник силы.

Дано . V = 220 В, f = 50 Гц, R = 10 Ом, L = 50 мГн

Раствор .