Kita semua terjumpa peralatan elektrik setiap hari, nampaknya hidup kita terhenti tanpanya. Dan setiap daripada mereka dalam arahan teknikal menunjukkan kuasa. Hari ini kita akan memikirkan apa itu, mempelajari jenis dan kaedah pengiraan.
Kandungan
Kuasa dalam litar arus ulang alik
Perkakas elektrik yang disambungkan ke sesalur kuasa beroperasi dalam litar arus ulang-alik, jadi kami akan mempertimbangkan kuasa dalam keadaan ini. Walau bagaimanapun, pertama sekali, mari kita berikan definisi umum konsep tersebut.
Kuasa - kuantiti fizik yang mencerminkan kadar penukaran atau penghantaran tenaga elektrik.
Dalam erti kata yang lebih sempit, mereka mengatakan bahawa kuasa elektrik ialah nisbah kerja yang dilakukan dalam tempoh masa tertentu kepada tempoh masa ini.
Untuk menghuraikan definisi ini secara kurang saintifik, ternyata kuasa adalah jumlah tenaga tertentu yang digunakan oleh pengguna dalam tempoh masa tertentu. Contoh paling mudah ialah lampu pijar biasa. Kadar di mana mentol lampu menukar tenaga elektrik yang digunakan kepada haba dan cahaya adalah kuasanya. Oleh itu, semakin tinggi penunjuk ini pada mulanya untuk mentol lampu, lebih banyak ia akan menggunakan tenaga, dan lebih banyak cahaya yang akan diberikan.
Oleh kerana dalam kes ini bukan sahaja terdapat proses menukar elektrik kepada yang lain (cahaya, haba, dsb.), tetapi juga proses ayunan medan elektrik dan magnet, peralihan fasa muncul antara arus dan voltan, dan ini harus diambil kira dalam pengiraan selanjutnya.
Apabila mengira kuasa dalam litar arus ulang-alik, adalah kebiasaan untuk membezakan komponen aktif, reaktif dan penuh.
Konsep kuasa aktif
Kuasa "berguna" aktif ialah bahagian kuasa yang secara langsung mencirikan proses menukar tenaga elektrik kepada beberapa tenaga lain. Ditandakan dengan huruf Latin P dan diukur dalam watt (Tue).
Dikira mengikut formula: P = U⋅I⋅cosφ,
di mana U dan I ialah nilai rms voltan dan arus litar, masing-masing, cos φ ialah kosinus sudut fasa antara voltan dan arus.
PENTING! Formula yang diterangkan sebelum ini sesuai untuk mengira litar dengan voltan 220V, walau bagaimanapun, unit berkuasa biasanya menggunakan rangkaian dengan voltan 380V. Dalam kes ini, ungkapan harus didarabkan dengan punca tiga atau 1.73
Konsep kuasa reaktif
Kuasa "memudaratkan" reaktif ialah kuasa yang dijana semasa pengendalian peralatan elektrik dengan beban induktif atau kapasitif, dan mencerminkan ayunan elektromagnet yang berterusan. Ringkasnya, ini adalah tenaga yang dihantar dari sumber kuasa kepada pengguna, dan kemudian kembali ke rangkaian.
Sudah tentu, adalah mustahil untuk menggunakan komponen ini dalam perniagaan, lebih-lebih lagi, ia merosakkan rangkaian bekalan kuasa dalam banyak cara, oleh itu mereka biasanya cuba mengimbanginya.
Nilai ini dilambangkan dengan huruf Latin Q.
INGAT! Kuasa reaktif tidak diukur dalam watt konvensional (Tue), dan dalam volt-ampere reaktif (Var).
Dikira mengikut formula:
Q = U⋅I⋅sinφ,
di mana U dan I ialah nilai rms voltan dan arus litar, sinφ ialah sinus sudut fasa antara voltan dan arus.
PENTING! Apabila mengira, nilai ini boleh menjadi positif dan negatif, bergantung pada pergerakan fasa.
Beban kapasitif dan induktif
Perbezaan utama antara reaktif (kapasitif dan induktif) beban - kehadiran, sebenarnya, kapasiti dan kearuhan, yang cenderung untuk menyimpan tenaga dan kemudian memberikannya kepada rangkaian.
Beban induktif menukarkan tenaga arus elektrik terlebih dahulu kepada medan magnet (semasa separuh kitaran), dan kemudian menukar tenaga medan magnet kepada arus elektrik dan menghantarnya ke rangkaian. Contohnya ialah motor aruhan, penerus, transformer, elektromagnet.
PENTING! Apabila mengendalikan beban induktif, lengkung semasa sentiasa ketinggalan keluk voltan sebanyak setengah kitaran.
Beban kapasitif menukarkan tenaga arus elektrik kepada medan elektrik dan kemudian menukarkan tenaga medan yang terhasil semula kepada arus elektrik.Kedua-dua proses sekali lagi diteruskan untuk setengah kitaran setiap satu. Contohnya ialah kapasitor, bateri, motor segerak.
PENTING! Semasa operasi beban kapasitif, lengkung semasa mendahului lengkung voltan sebanyak setengah kitaran.
Faktor kuasa cosφ
Faktor kuasa cosφ (baca kosinus phi) ialah kuantiti fizik skalar yang mencerminkan kecekapan penggunaan tenaga elektrik. Ringkasnya, pekali cosφ menunjukkan kehadiran bahagian reaktif dan nilai bahagian aktif yang diterima berbanding dengan jumlah kuasa.
Koefisien cosφ didapati melalui nisbah kuasa elektrik aktif kepada kuasa elektrik ketara.
CATATAN! Dalam pengiraan yang lebih tepat, herotan tak linear sinusoid harus diambil kira, walau bagaimanapun, ia diabaikan dalam pengiraan konvensional.
Nilai pekali ini boleh berbeza dari 0 hingga 1 (jika pengiraan dilakukan sebagai peratusan, maka dari 0% hingga 100%). Daripada formula pengiraan, tidak sukar untuk memahami bahawa semakin besar nilainya, semakin besar komponen aktif, yang bermaksud bahawa prestasi peranti lebih baik.
Konsep kuasa total. Segitiga Kuasa
Kuasa ketara ialah nilai yang dikira secara geometri yang sama dengan punca jumlah kuasa dua kuasa aktif dan reaktif, masing-masing. Ditunjuk dengan huruf Latin S.
Anda juga boleh mengira jumlah kuasa dengan mendarabkan voltan dan arus, masing-masing.
S = U⋅I
PENTING! Kuasa ketara diukur dalam volt-ampere (VA).
Segitiga kuasa ialah perwakilan yang mudah bagi semua pengiraan dan perhubungan yang diterangkan sebelum ini antara kuasa aktif, reaktif dan ketara.
Kaki mencerminkan komponen reaktif dan aktif, hipotenus - jumlah kuasa. Mengikut undang-undang geometri, kosinus sudut φ adalah sama dengan nisbah komponen aktif dan jumlah, iaitu, ia adalah faktor kuasa.
Bagaimana untuk mencari kuasa aktif, reaktif dan ketara. Contoh pengiraan
Semua pengiraan adalah berdasarkan formula yang dinyatakan sebelum ini dan segi tiga kuasa. Mari kita lihat masalah yang paling sering dihadapi dalam amalan.
Biasanya, peralatan elektrik ditandakan dengan kuasa aktif dan nilai pekali kosφ. Dengan data ini, mudah untuk mengira komponen reaktif dan jumlah.
Untuk melakukan ini, kami membahagikan kuasa aktif dengan pekali cosφ dan mendapatkan hasil darab arus dan voltan. Ini akan menjadi kuasa penuh.
Selanjutnya, berdasarkan segi tiga kuasa, kita dapati kuasa reaktif sama dengan kuasa dua perbezaan antara kuasa dua kuasa ketara dan aktif.
Bagaimana cosφ diukur dalam amalan
Nilai pekali cosφ biasanya ditunjukkan pada tag peralatan elektrik, bagaimanapun, jika perlu untuk mengukurnya dalam amalan, mereka menggunakan peranti khusus - meter fasa. Selain itu, meter watt digital boleh mengatasi tugas ini dengan mudah.
Jika pekali cosφ yang diperolehi cukup rendah, maka ia boleh dikompensasikan secara praktikal. Ini dilakukan terutamanya dengan memasukkan peranti tambahan dalam litar.
- Sekiranya perlu untuk membetulkan komponen reaktif, maka elemen reaktif harus dimasukkan ke dalam litar, bertindak bertentangan dengan peranti yang sudah berfungsi. Untuk mengimbangi pengendalian motor aruhan, contohnya beban aruhan, sebuah kapasitor disambung secara selari. Elektromagnet disambungkan untuk mengimbangi motor segerak.
- Jika perlu untuk membetulkan masalah bukan linear, pembetul kosφ pasif dimasukkan ke dalam litar, contohnya, ia boleh menjadi pencekik kearuhan tinggi yang disambungkan secara bersiri dengan beban.
Kuasa adalah salah satu penunjuk yang paling penting bagi peralatan elektrik, jadi mengetahui apa itu dan bagaimana ia dikira berguna bukan sahaja untuk pelajar sekolah dan orang yang pakar dalam teknologi, tetapi juga untuk setiap daripada kita.
Artikel yang serupa:
