Bir AC devresindeki güç nasıl bulunur?

AC güç, DC güç ile aynı değildir. Doğru akımın aktif bir R yükünü ısıtabileceğini herkes bilir. Ve C kondansatörü içeren bir devreye doğru akımla enerji vermeye başlarsanız, şarj olur olmaz bu kondansatör devreden daha fazla akım geçirmeyecektir.

Bir DC devresindeki bobin L, özellikle bir ferromanyetik çekirdek içeriyorsa, genellikle bir mıknatıs gibi davranabilir. Bu durumda, aktif dirence sahip bobin ucu, bobine seri bağlı direnç R'den hiçbir şekilde farklı olmayacaktır (ve bobin ucunun omik direnci ile aynı değerde).

Her iki durumda da, yükün yalnızca pasif elemanlardan oluştuğu bir DC devresinde, geçici süreçler neredeyse beslenmeye başlar başlamaz biterler ve artık görünmezler.

Alternatif akım ve reaktif elemanlar

Bir alternatif akım devresi ile ilgili olarak, geçici akımlar, belirleyici olmasa da en önemli öneme sahiptir ve böyle bir devrenin yalnızca ısı veya mekanik çalışma şeklinde enerji dağıtma yeteneğine sahip değil, aynı zamanda en az elektrik veya manyetik alan şeklinde biriken enerji, yalnızca uygulanan voltajın genliğine değil, aynı zamanda geçen akımın frekansına da bağlı olarak bir tür doğrusal olmayan tepkiye neden olarak akımı etkileyecektir.

Böylece, alternatif akımla, güç sadece aktif elemanlar üzerinde ısı şeklinde dağılmaz, aynı zamanda enerjinin bir kısmı art arda biriktirilir ve daha sonra güç kaynağına geri döndürülür. Bu, kapasitif ve endüktif elemanların alternatif akımın geçişine direndiği anlamına gelir.

devrede sinüzoidal alternatif akım Kondansatör önce sürenin yarısı kadar şarj edilir ve sonraki yarım süre boyunca boşalır, şarjı şebekeye geri döndürür ve bu, ana sinüs dalgasının her yarım periyodunda böyle devam eder. Bir AC devresindeki bir indüktör, bir periyodun ilk çeyreğinde bir manyetik alan oluşturur ve bu manyetik alanın azaldığı sonraki çeyrekte, akım şeklindeki enerji kaynağa geri döner. Tamamen kapasitif ve tamamen endüktif yükler bu şekilde davranır.

Tamamen kapasitif bir yük ile akım, voltajı ana sinüs dalgasının dörtte biri kadar, yani trigonometrik olarak bakıldığında 90 derece öndedir (kapasitördeki voltaj maksimuma ulaştığında, içinden geçen akım sıfırdır. , ve voltaj sıfırı geçmeye başladığında, yük devresindeki akım maksimum olacaktır).

Tamamen endüktif bir yük ile akım, voltajın 90 derece gerisinde kalır, yani sinüzoidal periyodun dörtte biri kadar geride kalır (endüktansa uygulanan voltaj maksimum olduğunda, akım yalnızca artmaya başlar). Tamamen aktif bir yük için, akım ve gerilim zamanın herhangi bir anında birbirinin gerisinde kalmaz, yani kesinlikle aynı fazdadır.

Toplam, reaktif ve aktif güç, güç faktörü

Alternatif akım devresindeki yük tamamen aktif değilse, o zaman içinde reaktif bileşenlerin mutlaka mevcut olduğu ortaya çıktı: transformatörlerin ve elektrik makinelerinin sargılarının endüktif bileşeni olanlar, kapasitörler ve kapasitif bileşenli diğer kapasitif elemanlar, hatta sadece tellerin endüktansı vb. .n.

Sonuç olarak, bir AC devresinde voltaj ve akım faz dışıdır (aynı fazda değildir, yani maksimum ve minimumları maksimumla - maksimumla ve minimumla tam olarak çakışmaz) ve genellikle phi olarak adlandırılan belirli bir açıyla voltajdan akımda her zaman bir miktar gecikme vardır. Ve kosinüs phi'nin büyüklüğü denir güç faktörü, çünkü kosinüs phi aslında yük devresinde geri alınamaz bir şekilde tüketilen aktif güç R'nin yükten zorunlu olarak geçen toplam güç S'ye oranıdır.

AC voltaj kaynağı, yük devresine toplam güç S sağlar, bu toplam gücün bir kısmı, periyodun her çeyreğinde bir kaynağa geri döndürülür (geri dönen ve ileri geri dolaşan kısma denir. reaktif bileşen Q) ve bir kısmı aktif güç P şeklinde - ısı veya mekanik iş şeklinde tüketilir.

Reaktif elementler içeren bir yükün amaçlandığı gibi çalışabilmesi için, tam güçte bir elektrik enerjisi kaynağı ile çalıştırılması gerekir.

Bir AC devresinde görünür güç nasıl hesaplanır

Alternatif akım devresindeki yükün toplam gücünü S ölçmek için, akımı I ve U voltajını veya alternatif akım voltmetresi ve ampermetre ile ölçülmesi kolay olan ortalama (etkin) değerlerini çarpmak yeterlidir ( bu cihazlar, iki telli tek fazlı bir ağ için genliğin 1.414 katından daha az olan ortalama, etkili değeri tam olarak gösterir). Bu şekilde, kaynaktan alıcıya ne kadar güç gittiğini bileceksiniz. Ortalama değerler alınır çünkü konvansiyonel bir şebekede akım sinüzoidaldir ve her saniye tüketilen enerjinin tam değerini almamız gerekir.

Bir AC devresinde aktif güç nasıl hesaplanır

Yük tamamen aktif bir yapıya sahipse, örneğin, nikromdan yapılmış bir ısıtma bobini veya bir akkor lamba ise, o zaman ampermetre ve voltmetrenin okumalarını basitçe çarpabilirsiniz, bu aktif güç tüketimi P olacaktır. yük aktif-reaktif bir yapıya sahipse, hesaplamanın kosinüs fi'yi, yani güç faktörünü bilmesi gerekir.

Özel elektrikli ölçüm cihazı — faz ölçer, kosinüs phi'yi doğrudan ölçmenize, yani güç faktörünün sayısal değerini almanıza olanak tanır. Kosinüs phi'yi bilmek, hesaplama yöntemi önceki paragrafta açıklanan toplam güç S ile çarpmaya devam ediyor. Bu, şebeke tarafından tüketilen enerjinin aktif bileşeni olan aktif güç olacaktır.

reaktif güç nasıl hesaplanır

Reaktif gücü bulmak için, Pisagor teoreminin sonucunu kullanmak, güç üçgenini ayarlamak veya sadece toplam gücü sinüsoid ile çarpmak yeterlidir.