Neden sadece temel frekans bileşeninin faydalı güç sağladığı söyleniyor?

Çoğu kitapta, bir AC hattındaki harmonik içeriğin güç aktarmadığı (sadece temel frekansın yaptığı) değil, açıklama yapılmadığı söylenir. Sezgisel görünüyor, ama bu neden doğru?

Düzenleme: Elektrik gücü bağlamında, bu yüzden bozuk bir akım dalga formu ve sinüs dalga voltajı hayal ediyorum.

Doğru çünkü voltaj sinüzoidal ve

sin (a) .sin (b) = 1/2 (cos (ab) + cos (a + b))

Ve sadece a = b'nin olduğu durumda sonuç sıfır olmayan bir ortalama değere sahiptir.

böylece tüm harmonikler gerçek güç üzerinde hiçbir etkisi olmayan bir sonuç verir.

Bu aşırı genel bir ifade. Açıkçası, dirençli bir yük ile, tüm frekanslar güç aktarır.

Bu gerçekten dönen makineler hakkında bir açıklama (motorlar ve jeneratörler). Bu cihazlar için, temelden başka frekanslardaki enerjinin, yardımcı olduğu gibi yapılan işe karşı çıkması muhtemeldir. Ayrıca, yüksek frekansların enerjisi genellikle istenmeyen girdap akımları vb. Şeklinde boşa harcanır.

Bu sadece akımın AC tarafından voltaj dalga formunun bozulması nedeniyle değil, yük tarafından bozulduğu durumlarda geçerlidir.

Farklı frekanslardaki iki sinüs dalgasının anlık değerlerini, nokta nokta ile çarparsanız, ortalaması sıfır olan bir dalga formu elde edersiniz. Bazı aralıklarda pozitif, diğer aralıklarda negatif gücünüz var. Bu, enerjinin kaynaktan yüke aktarılmak yerine ileri geri gittiğini gösterir.

AC hat voltajı bozuksa, harmonik güç aktarılır, ancak yararlı güç olmayabilir. AC motorlarda, harmonik akım, motorun temel ile çakışarak daha yüksek bir hızda çalışmasını sağlamaya çalışacaktır. Bazı harmonikler motoru ters yönde sürmeye çalışacaktır. Sonuç olarak, aktarılan net harmonik gücün tamamı ısı, gürültü ve titreşim olarak kaybolur. Reaktif pozerin dolaşımı gibi bazı harmonik güç kaynak ve yük arasında dolaştırılır.

Harmonik güç, ısıtmanın istenen güç kullanımı olduğu durumlarda ısınmaya neden olduğu ölçüde yararlı olacaktır. Harmonik gücün evrensel bir motorda yararlı olabileceği bazı olasılıklar vardır. Rektifiye edildiğinde ve filtrelendiğinde de yararlı olabilir. Aktarılan gücün bir kısmının yararlı olduğu söylense de, istenmeyen etkiler faydadan daha ağır basacaktır.

Sinüs dalgası şebekesinden, bu, harmonikler herhangi bir "doğrusal olmayan cihaza bağlı olduğu için" doğrudur.

Örneğin, tepe uyarma gerilimi tarafından kontrol edilen kısmi manyetik çekirdek doygunluğu.

Bununla birlikte, bu ifade, V-rms olarak derecelendirilmiş kare dalga kaynaklarına sahip ucuz invertörlerle çelişmektedir. Bu gerilim dalga biçimindeki harmonikler dirençli yüklerde aynı gücü üretebilir. Ancak harmonikler motorlardaki girdap akım kayıplarını artırabilir, böylece daha az verimlidir.

Dolayısıyla, harmoniklerin kaynağını ve yük empedansını anlarsanız, kuralın istisnalarını anlayabilirsiniz . Esas olarak dirençli olan bir elektrikli ısıtıcı, sinüs veya kare dalga kaynaklarını kullanabilir.

Gerçek (kullanılmış) güç ile reaktif (depolanmış) güç arasındaki tek fark, temel veya harmonik olup olmadığına bakılmaksızın, akımın voltaja göre 90 derece faz kaydırma bileşenidir.

Güç şebekesi bağlamında, AC gücü 120 derece arayla üç fazda transformatörler aracılığıyla üretilir ve iletilir. Üçüncü harmonik (üçlü frekans), sinüs dalgalarını çizerek doğrulayabileceğiniz üç fazın tümü için aynıdır. İki faz arasında bir yük bağladığınızda, üçüncü harmonik voltaj her iki kabloda da aynıdır, bu nedenle yükünüz hiçbir şey görmez. (Ancak, herhangi bir fazdan toprağa üçüncü harmoniği göreceksiniz.). Üç fazlı bir transformatör sadece fazlar arasında bağlandığından, üçüncü harmonik gücü alamaz. Bu engelleme her 3n harmonik için geçerlidir. Bu sadece üç fazlı güç iletiminde olur, asla yüke tek bir sinyal hattı bağlandığında.