Reaktif gücün iletilmesi / tüketilmesi ne anlama gelir?

Gerçek güç, gerçek tüketim olduğu için ancak reaktif güçle ilgili olarak mantıklıdır; ne tüketilir / dağıtılır? Ve bu gerçekleştiğinde devre nasıl değişir?

Soruyu cevaplamak için: Gerçek güç bir devre tarafından tüketilir. Reaktif güç devre ile kaynak arasında aktarılır.

W (P) cinsinden gerçek güç faydalı güçtür. Devre dışına çıkarabileceğimiz bir şey. Isı, ışık, mekanik güç. Dirençlerde veya motorlarda tüketilen güç.

VA (S) 'da görünen güç, kaynağın bir devreye soktuğu şeydir. Devrenin kaynak üzerindeki tam etkisi.

Yani güç faktörü bir devre için bir çeşit verimlilik pf = P / S'dir. 1'e ne kadar yakınsa o kadar iyidir.

VAR'daki (Volt Amper Reaktif) (Q) reaktif güç, kaynak ve yük arasında dolaşan güçtür. Kapasitörlerde veya indüktörlerde depolanan güç. Ama buna ihtiyaç var. Örneğin, elektrik motorlarındaki endüktif reaktif güç, motoru döndürmek için manyetik alanları oluşturur. Onsuz motor çalışmaz, bu yüzden boşa harcandığını düşünmek tehlikelidir, ama öyle.

Kondansatörler ve İndüktörler reaktiftir. Gücü kendi alanlarında (elektrik ve manyetik) depolarlar. AC dalga formunun 1 / 4'ü için alan oluşturuldukça reaktif cihaz tarafından güç tüketilir. Ancak sonraki çeyrek dalga formu, elektrik veya manyetik alan çöküyor ve enerji kaynağa geri dönüyor. Son iki çeyrek için de aynı, ancak ters kutup.

Animasyonlu görmek için bkz. Seri AC Devreler . 6 seri devrenin tümünü (R, L, C, RL, RC ve RLC) gösterir. Anlık gücü açın. P pozitif olduğunda, kaynak güç sağlar. P negatif olduğunda, güç kaynağa gönderilir.

Bir R için güç tüketilir. L veya C için güç, kaynak ve cihaz arasında akar. Bir RL veya RC için bu iki ilişki birleştirilir. Direnç tüketir ve reaktif cihaz kaynağa güç depolar / gönderir.

Gerçek fayda, bir indüktör VE bir kapasitörün devrede olması. Önde gelen kapasitif reaktif güç, polaritede gecikmeli endüktif reaktif gücün tersidir. Kondansatör, indüktöre güç sağlar ve kaynağın sağlaması gereken reaktif gücü azaltır. Güç faktörü düzeltmesinin temeli.

Referansta RLC'yi seçin. Kaynak gerilimi olduğuna dikkat edin (hypoteneuse) oluşturulan V R ve V L - V C . Bu oluşan ise daha az olan V R ve V $V_S$$V_R$$V_L - V_C$$V_R$$V_L$

Kondansatör indüktörün tüm gücünü sağlarsa, yük dirençli hale gelir ve P = S ve pf = 1 olur. Güç üçgeni kaybolur. Gereken kaynak akımı daha azdır, yani kablolama, devre koruması daha az olabilir. Motorun içinde, kondansatörden ek akım gelecek şekilde düzeltilmemiş güç üçgeni vardır.

Referans seri devreleri gösterir, ancak herhangi bir C, ac devresindeki herhangi bir L'ye, kaynağın sağlaması gereken görünür gücü azaltarak güç sağlar.

Bir örnek verelim. P = 120V kaynakla 0.707 pf gecikmeli 1kW motor.

Güç faktörü düzeltmesinden önce: ve S 1 = 1,42 k V A (kesik çizgi)$Q_L = 1kVAR$$S_1 = 1.42kVA$ V S I 1 =11,8$Θ_1 = 45° lagging$ olduğu gibi 45 ° gecikme 45 ° . $V_S$$I_1 = 11.8A$

Yüke paralel kapasitör ekleyerek güç faktörünü 0,95 gecikmeye yükseltin.

Faktör düzeltmesinden sonra: P ve hala mevcuttur. Kapasitör ekler . Bu reaktif güç kaynağının sağladığı azalmayı azaltır, böylece net reaktif güç . ve % 25.8 tasarruf. Güç üçgeni üzerindeki her şey dışında var .Q C = 671 V A R Q T = 329 V A R S 2 = 1,053 k V A I 2 = 8,8 A S $Q_L$$Q_C = 671VAR$$Q_T = 329VAR$$S_2 = 1.053kVA$$I_2 = 8.8A$$S_1$

Kapasitör, motorun gecikmeli reaktif gücüne 671VAR önde gelen reaktif güç sağlar ve net reaktif gücü 329VAR'a düşürür. Kapasitör, indüktör (motor bobinleri) için bir kaynak görevi görür.

Kondansatörün elektrik alanı doluyor. Elektrik alanı boşaldıkça bobinlerin manyetik alanı oluşur. Manyetik alanlar çöktüğünde, kapasitör şarj olur. Tekrar et. Güç, kondansatör ve indüktör arasında ileri geri gidiyor.

İdeal olan olduğundadır . Güç üçgeni kaybolur. ve$Q_L = Q_C$$S_2 = P = 1kVA$$I_2 = 8.33A$

Sadece kapasitans veya endüktans içeren bir yüke bir AC voltaj kaynağı uyguladıysanız, akımın voltaja göre faz açısı 90 derece kaydırılır. Voltaj ve akım 90 derece yer değiştirdiğinde, bu yüke gerçek bir güç verilmez. Ne olduğunu yüke verilen reaktif güç denir.

Yük bir direnç olsaydı, akım ve voltaj tam olarak fazdaydı (ohm yasasına göre) ve verilen reaktif güç olmazdı - verilen güç gerçek güç olacak ve direnci ısıtacaktır.

Bu iki sınır arasında, hem reaktif hem de gerçek güç verilebilir. Akımın voltaja göre faz açısının kosinüsüne güç faktörü denir - bunu duymuş olabilirsiniz; faz sıfır olduğunda (dirençli yük) cos (sıfır) 1'dir. Faz 90 olduğunda (reaktif empedans yükü) cos (90) sıfırdır.

Yukarıdaki çizimdeki diyagonal (kırmızı) çizgi VA'dır, yani yüke uygulanan volt-amp'ler - temel olarak RMS voltajı x RMS akımıdır. VA "görünür güç" olarak adlandırılır ve yük tamamen dirençli olduğunda gerçek / gerçek güce (yeşil) eşit olur.

Yük tamamen reaktif ise, "görünen güç" = "reaktif güç" (mavi)

Yukarıdaki şemada, gerçek ve reaktif güç arasındaki açının daima 90 derece olduğunu unutmayın. Daha fazla yorumdan sonra, aşağıdaki diyagram reaktif güç hakkında birkaç şeyi netleştirmeye yardımcı olmalıdır: -

Dirençli, endüktif, kapasitif ve karışık yükler olmak üzere dört senaryo vardır. Dördünün hepsindeki siyah eğri "güç "tür, yani . Endüktör ve kapasitör için gücün ortalama sıfır değerine sahip olduğuna dikkat edin.$v\cdot i$

Reaktif güç tüketilmez. Reaktif güç, devrenin elektriksel reaktansının, yani kaynak ile yük arasındaki faz farkının sonucudur. Tüm güç aktif yüke iletilecektir, ancak devre% 100 aktif olmadığından, aktif enerjiyi reaktif bir devre boyunca "hareket ettirmek" için gereken reaktif bir güç olacaktır. Bu, tüm bu gücü (aktif + reaktif) taşımak için daha büyük kablolara ihtiyacınız olacağı anlamına gelir.

Bu mizahi açıklamayı ele alalım. Aktif güç, yediğiniz yiyeceğe harcadığınız nakit gibidir. Hepsi doğrudan açlığınızı tatmin etmek için gerekli işlevi yerine getirmeye gider. Reaktif güç, bir ocakta harcadığınız nakit gibidir, yiyemezsiniz, ancak yemeğinizi hazırlamak için ona ihtiyacınız vardır. Sobayı kullanmaya devam edebilirsiniz, tükenmez ama yine de yiyemezsiniz.

Bir transformatör veya motor gibi cihazlarda, ikincilden birincil veya elektrikten mekanik enerjiye enerji dönüşümü için güç dönüşümü için kullanılan manyetik alanı ayarlamak için reaktif güce ihtiyaç vardır. Onunla doğrudan iş yapamazsınız, ancak işin yapılması gerekir. Ayrıca arabadaki yakıt ve yağ gibi de düşünebilirsiniz. Yağ, aracı çalıştırmaz, ancak onsuz motor çalışmaz. Bu gevşek bir benzetmedir.

Elektrik sistemindeki sorun, reaktif güç ve aktif gücün jeneratör tarafından aynı enerji girişinden üretilmesidir. (Soba ve gıda benzetimimizde olduğu gibi, tüm nakitler cebinizden çıkar.) Böylece, sistemimizin kesinlikle ihtiyaç duyduğu minimum reaktif güce sahip olmak ve daha sonra kalan tüm kaynak gücünün aktif güç olarak üretilmesini istiyoruz. Bununla birlikte, reaktif gücün tercih edildiği bazı durumlar vardır.