Çfarë është ngarkesa aktive dhe reaktive. Kuptimi i koncepteve të ngarkesës aktive dhe reaktive

Në të njëjtën kohë, dallohen dy tregues që pasqyrojnë kostot e fuqisë së plotë gjatë shërbimit të konsumatorit. Këta tregues quhen energji aktive dhe reaktive. Fuqia e dukshme është shuma e të dyjave. Ne do të përpiqemi t'ju tregojmë në këtë artikull se çfarë është energjia elektrike aktive dhe reaktive dhe si të kontrolloni shumën e pagesave të grumbulluara.

Fuqi e plote

Sipas praktikës së vendosur, konsumatorët paguajnë jo për kapacitetin e dobishëm, i cili përdoret drejtpërdrejt në fermë, por për atë të plotë, që lëshohet nga furnizuesi. Këta tregues dallohen nga njësitë e matjes - fuqia e dukshme matet në volt-amper (VA), dhe fuqia e dobishme matet në kilovat. Energjia elektrike aktive dhe reaktive përdoret nga të gjitha pajisjet elektrike që furnizohen nga rrjeti.

Energjia elektrike aktive

Komponenti aktiv i fuqisë totale bën punë të dobishme dhe shndërrohet në ato lloje të energjisë që i nevojiten konsumatorit. Për disa pajisje elektrike shtëpiake dhe industriale në llogaritjet, fuqia aktive dhe e dukshme janë të njëjta. Ndër pajisjet e tilla janë sobat elektrike, llambat inkandeshente, furrat elektrike, ngrohësit, hekurat dhe më shumë.

Nëse në pasaportë tregohet një fuqi aktive prej 1 kW, atëherë fuqia totale e një pajisjeje të tillë do të jetë 1 kVA.

Koncepti i energjisë elektrike reaktive

Ky lloj energjie elektrike është i natyrshëm në qarqet që përmbajnë elementë reaktivë. Energjia elektrike reaktive është pjesa e fuqisë totale të furnizuar që nuk konsumohet për punë të dobishme.

Në qarqet e rrymës së drejtpërdrejtë, koncepti i fuqisë reaktive mungon. Në qarqe, komponenti reaktiv ndodh vetëm kur ka një ngarkesë induktive ose kapacitore. Në këtë rast, ekziston një mospërputhje midis fazës aktuale dhe fazës së tensionit. Ky zhvendosje fazore ndërmjet tensionit dhe rrymës shënohet me simbolin "φ".

Me një ngarkesë induktive, vërehet një vonesë fazore në qark, me një ngarkesë kapacitore - plumbi i saj. Prandaj, vetëm një pjesë e fuqisë totale i vjen konsumatorit, dhe humbjet kryesore ndodhin për shkak të ngrohjes së padobishme të pajisjeve dhe pajisjeve gjatë funksionimit.

Humbjet e fuqisë ndodhin për shkak të pranisë së mbështjellësve dhe kondensatorëve induktivë në pajisjet elektrike. Për shkak të tyre, energjia elektrike grumbullohet në qark për disa kohë. Pas kësaj, energjia e ruajtur kthehet në qark. Pajisjet që përfshijnë një komponent reaktiv të energjisë elektrike përfshijnë vegla portative elektrike, motorë elektrikë dhe pajisje të ndryshme shtëpiake. Kjo vlerë llogaritet duke marrë parasysh një faktor të veçantë fuqie, i cili quhet cos φ.

Llogaritja e energjisë elektrike reaktive

Faktori i fuqisë varion nga 0,5 në 0,9; Vlera e saktë e këtij parametri mund të gjendet në pasaportën e pajisjes elektrike. Fuqia e dukshme duhet të përcaktohet si koeficient i fuqisë aktive pjesëtuar me faktorin.

Për shembull, nëse një fuqi prej 600 W dhe një vlerë prej 0,6 tregohet në pasaportën e një stërvitje elektrike, atëherë fuqia totale e konsumuar nga pajisja do të jetë 600/06, domethënë 1000 VA. Në mungesë të pasaportave për llogaritjen e fuqisë totale të pajisjes, koeficienti mund të merret i barabartë me 0.7.

Meqenëse një nga detyrat kryesore të sistemeve ekzistuese të furnizimit me energji elektrike është shpërndarja e energjisë së dobishme tek konsumatori fundor, humbjet e fuqisë reaktive konsiderohen si një faktor negativ dhe një rritje e këtij treguesi hedh dyshime mbi efikasitetin e qarkut elektrik në tërësi. . Bilanci i fuqisë aktive dhe reaktive në një qark mund të vizualizohet në formën e kësaj fotografie qesharake:

Vlera e koeficientit kur merren parasysh humbjet

Sa më e lartë të jetë vlera e faktorit të fuqisë, aq më pak do të jenë humbjet e energjisë elektrike aktive - që do të thotë se konsumatori fundor energjia elektrike e konsumuar do t'i kushtojë pak më pak. Për të rritur vlerën e këtij koeficienti, inxhinieria elektrike përdor teknika të ndryshme për të kompensuar humbjet e papërshtatshme të energjisë elektrike. Pajisjet kompensuese janë gjeneratorë të avancuar të rrymës që zbutin këndin e fazës midis rrymës dhe tensionit. Bankat kondensatorë përdoren ndonjëherë për të njëjtin qëllim. Ato lidhen paralelisht me qarkun e punës dhe përdoren si kompensues sinkron.

Llogaritja e kostos së energjisë elektrike për klientët privatë

Për përdorim individual, energjia elektrike aktive dhe reaktive nuk është e ndarë në llogari - për sa i përket konsumit, pjesa e energjisë reaktive është e vogël. Prandaj, klientët privatë me konsum deri në 63 A paguajnë një faturë, në të cilën e gjithë energjia elektrike e konsumuar konsiderohet aktive. Humbjet shtesë në qark për energjinë elektrike reaktive nuk ndahen ose paguhen veçmas.

Matjet e energjisë elektrike reaktive për ndërmarrjet

Ndërmarrjet dhe organizatat janë një çështje tjetër. Një numër i madh i pajisjeve elektrike janë instaluar në objektet e prodhimit dhe punëtoritë industriale, dhe në totalin e energjisë elektrike hyrëse ka një pjesë të konsiderueshme të energjisë reaktive, e cila është e nevojshme për funksionimin e furnizimit me energji elektrike dhe motorëve elektrikë. Energjia elektrike aktive dhe reaktive e furnizuar ndërmarrjeve dhe organizatave ka nevojë për një ndarje të qartë dhe një mënyrë tjetër pagese për të. Në këtë rast, baza për rregullimin e marrëdhënieve ndërmjet furnizuesit të energjisë elektrike dhe konsumatorëve fundorë është një kontratë standarde. Sipas rregullave të përcaktuara në këtë dokument, organizatat që konsumojnë energji elektrike mbi 63 A kanë nevojë për një pajisje të veçantë që siguron lexime të energjisë reaktive për matje dhe pagesë.
Kompania e rrjetit instalon një matës reaktiv të energjisë elektrike dhe tarifon pagesën sipas leximeve të tij.

Raporti i energjisë reaktive

Siç u përmend më herët, energjia elektrike aktive dhe reaktive tregohen në linja të veçanta në fatura. Nëse raporti i vëllimeve të energjisë elektrike reaktive dhe të konsumuar nuk e kalon normën e vendosur, atëherë pagesa për energjinë reaktive nuk tarifohet. Koeficienti i raportit mund të shkruhet në mënyra të ndryshme, vlera mesatare e tij është 0.15. Nëse kjo vlerë pragu tejkalohet, ndërmarrja e konsumatorit rekomandohet të instalojë pajisje kompensuese.

Energjia reaktive në ndërtesat e banimit

Një konsumator tipik i energjisë elektrike është një ndërtesë apartamentesh me një siguresë kryesore, e cila konsumon më shumë se 63 A. Kështu, qiramarrësit e një pallati apartamentesh shohin në akruale pagesën vetëm për energjinë e plotë të furnizuar në shtëpi nga furnizuesi. I njëjti rregull vlen edhe për kooperativat e banesave.

Raste të veçanta të matjes së fuqisë reaktive

Ka raste kur ka edhe organizata tregtare dhe apartamente në një ndërtesë shumëkatëshe. Furnizimi me energji elektrike për shtëpi të tilla rregullohet me akte të veçanta. Për shembull, madhësia e zonës së shfrytëzueshme mund të shërbejë si ndarje. Nëse organizatat tregtare zënë më pak se gjysmën e sipërfaqes së shfrytëzueshme në një ndërtesë apartamentesh, atëherë pagesa për energjinë reaktive nuk tarifohet. Nëse përqindja e pragut është tejkaluar, atëherë lindin detyrime për të paguar energjinë elektrike reaktive.

Në disa raste, ndërtesat e banimit nuk përjashtohen nga pagesa për energjinë reaktive. Për shembull, nëse në shtëpi janë instaluar pikat e lidhjes së ashensorit për apartamente, tarifa për përdorimin e energjisë elektrike reaktive ndodh veçmas, vetëm për këtë pajisje. Pronarët e apartamenteve paguajnë ende vetëm për energjinë elektrike aktive.

Kuptimi i thelbit të energjisë aktive dhe reaktive bën të mundur llogaritjen e saktë të efektit ekonomik të instalimit të pajisjeve të ndryshme kompensimi që zvogëlojnë humbjet nga ngarkesa reaktive. Sipas statistikave, pajisje të tilla lejojnë rritjen e vlerës cos φ nga 0.6 në 0.97. Kështu, pajisjet kompensuese automatike ndihmojnë për të kursyer deri në një të tretën e energjisë elektrike që i ofrohet konsumatorit. Një reduktim i ndjeshëm i humbjeve të nxehtësisë rrit jetën e shërbimit të pajisjeve dhe mekanizmave në vendet e prodhimit dhe zvogëlon koston e produkteve të gatshme.

Karakteristikat e fuqisë së një instalimi ose rrjeti janë thelbësore për shumicën e pajisjeve elektrike të njohura. Fuqia aktive (e transmetuar, e konsumuar) karakterizon pjesën e fuqisë totale që transmetohet gjatë një periudhe të caktuar të frekuencës së rrymës alternative.

Përkufizimi

Fuqia aktive dhe reaktive mund të jetë vetëm me rrymë alternative, pasi karakteristikat e rrjetit (rryma dhe tensioni) për rrymën direkte janë gjithmonë të barabarta. Njësia matëse për fuqinë aktive është Watt, ndërsa fuqia reaktive është voltamperi reaktive dhe kiloVAR (kVAR). Duhet të theksohet se si karakteristikat totale ashtu edhe ato aktive mund të maten në kW dhe kVA, kjo varet nga parametrat e një pajisjeje dhe rrjeti të veçantë. Në qarqet industriale, më së shpeshti matet në kilovat.

Inxhinieria elektrike përdor një komponent aktiv si matje të transmetimit të energjisë nga pajisjet elektrike individuale. Konsideroni se sa fuqi përdorin disa prej tyre:

Bazuar në sa më sipër, fuqia aktive është një karakteristikë pozitive e një qarku elektrik specifik, i cili është një nga parametrat kryesorë për zgjedhjen e pajisjeve elektrike dhe kontrollin e konsumit të energjisë elektrike.

Emërtimi i komponentit reaktiv:

Kjo është një vlerë nominale që karakterizon ngarkesat në pajisjet elektrike duke përdorur lëkundjet dhe humbjet EMI gjatë funksionimit të pajisjes. Me fjalë të tjera, energjia e transmetuar transferohet në një konvertues të caktuar reaktiv (ky është një kondensator, urë diodike, etj.) dhe shfaqet vetëm nëse sistemi përfshin këtë komponent.

Pagesa

Për të zbuluar treguesin e fuqisë aktive, duhet të dini fuqinë totale, për ta llogaritur atë, përdoret formula e mëposhtme:

S = U \ I, ku U është voltazhi i rrjetit dhe I është rryma e rrjetit.

E njëjta llogaritje kryhet kur llogaritet niveli i transferimit të energjisë së spirales kur lidhet në mënyrë simetrike. Diagrami duket si ky:

Llogaritja e fuqisë aktive merr parasysh këndin e fazës ose faktorin (cos φ), më pas:

S = U * I * cos φ.

Një faktor shumë i rëndësishëm është se kjo sasi elektrike mund të jetë pozitive ose negative. Varet nga karakteristikat që ka cos φ. Nëse këndi fazor i një rryme sinusoidale është në intervalin nga 0 në 90 gradë, atëherë fuqia aktive është pozitive, nëse nga 0 në -90, atëherë është negative. Rregulli është i vlefshëm vetëm për rrymën sinkrone (sinusoidale) (përdoret për funksionimin e një motori asinkron, veglat e makinerisë).

Gjithashtu, një nga tiparet karakteristike të kësaj karakteristike është se në një qark trefazor (për shembull, një transformator ose një gjenerator), treguesi aktiv gjenerohet plotësisht në dalje.

Fuqia maksimale dhe aktive caktohet P, fuqia reaktive - Q.

Për shkak të faktit se reaktivi përcaktohet nga lëvizja dhe energjia e fushës magnetike, formula e tij (duke marrë parasysh këndin e fazës) ka formën e mëposhtme:

Q L = U L I = I 2 x L

Për rrymat jo sinusoidale, është shumë e vështirë të zgjidhen parametrat standardë të rrjetit. Pajisjet e ndryshme matëse përdoren për të përcaktuar karakteristikat e nevojshme për llogaritjen e fuqisë aktive dhe reaktive. Ky është një voltmetër, ampermetër dhe të tjerët. Bazuar në nivelin e ngarkesës, zgjidhet formula e kërkuar.

Për shkak të faktit se karakteristikat reaktive dhe aktive janë të lidhura me fuqinë totale, raporti (balanca) e tyre është si më poshtë:

S = √P 2 + Q 2 dhe të gjitha janë të barabarta U * I.

Por nëse rryma rrjedh drejtpërdrejt nëpër reaktancë. Atëherë nuk ka humbje në rrjet. Kjo përcakton komponentin induktiv induktiv - C dhe rezistencën - L. Këta tregues llogariten me formulat:

Rezistenca e induktivitetit: x L = ωL = 2πfL,

Rezistenca e kapacitetit: xc = 1 / (ωC) = 1 / (2πfC).

Një koeficient i veçantë përdoret për të përcaktuar raportin e fuqisë aktive dhe reaktive. Ky është një parametër shumë i rëndësishëm me anë të të cilit mund të përcaktoni se sa nga energjia përdoret për qëllime të tjera ose "shkatërrohet" gjatë funksionimit të pajisjes.

Nëse ka një komponent aktiv reaktiv në rrjet, faktori i fuqisë duhet të llogaritet. Kjo vlerë nuk ka njësi matëse, karakterizon një konsumator specifik aktual nëse sistemi elektrik përmban elementë reaktivë. Me ndihmën e këtij treguesi, bëhet e qartë se në cilin drejtim dhe si lëviz energjia në lidhje me tensionin e rrjetit. Për ta bërë këtë, ju duhet një diagram trekëndëshi i tensionit:

Për shembull, në prani të një kondensatori, formula e koeficientit është si më poshtë:

cos φ = r / z = P / S

Për të marrë rezultatet më të sakta, rekomandohet të mos rrumbullakosni të dhënat e marra.

Kompensimi

Duke marrë parasysh që në rezonancën e rrymave, fuqia reaktive është 0:

Q = QL - QC = ULI - UCI

Për të përmirësuar cilësinë e një pajisjeje të caktuar, përdoren pajisje speciale për të minimizuar ndikimin e humbjeve në rrjet. Në veçanti, është një UPS. Kjo pajisje nuk ka nevojë për konsumatorë elektrikë me bateri të integruar (për shembull, laptopë ose pajisje portative), por për shumicën e pjesës tjetër, është e nevojshme një furnizim i pandërprerë me energji elektrike.

Kur instaloni një burim të tillë, jo vetëm që mund të përcaktoni pasojat negative të humbjeve, por edhe të zvogëloni koston e pagesës së energjisë elektrike. Ekspertët kanë vërtetuar se, mesatarisht, një UPS do t'ju ndihmojë të kurseni 20% deri në 50%. Pse po ndodh kjo:

Në disa raste, specialistët nuk përdorin UPS të plota, por kondensatorë të veçantë kompensues. Ato janë të përshtatshme për përdorim shtëpiak dhe janë në dispozicion dhe shiten në çdo dyqan të furnizimit me energji elektrike. Të gjitha formulat e mësipërme mund të përdoren për të llogaritur kursimet e planifikuara dhe të realizuara.

Fuqia aktive dhe reaktive - konsumatorët e energjisë elektrike dhe konsumatorët që konsumojnë këtë energji. Konsumatori është i interesuar për energjinë, konsumi i së cilës është i mirë për të, kjo energji mund të quhet e dobishme, por në inxhinierinë elektrike është zakon ta quajmë atë aktive. Kjo është energjia që shkon në ngrohjen e ambienteve, gatimin e ushqimit, gjenerimin e të ftohtit dhe shndërrohet në energji mekanike (puna e stërvitjeve elektrike, perforatorëve, pompave elektrike, etj.).

Përveç energjisë elektrike aktive, ekziston edhe energjia elektrike reaktive. Kjo është ajo pjesë e energjisë totale që nuk shpenzohet për punë të dobishme. Siç është e qartë nga sa më sipër, fuqia e dukshme është fuqia aktive dhe reaktive në përgjithësi.

Për sa i përket fuqisë aktive dhe reaktive, përplasen interesat kontradiktore të konsumatorëve të energjisë elektrike dhe furnizuesve të saj. Është e dobishme që konsumatori të paguajë vetëm për energjinë elektrike të dobishme të konsumuar prej tij; është e dobishme që furnizuesi të marrë pagesë për sasinë e energjisë elektrike aktive dhe reaktive. A mund të pajtohen këto kërkesa në dukje kontradiktore? Po, nëse zvogëloni sasinë e energjisë elektrike reaktive në zero. Mendoni nëse kjo është e mundur dhe sa afër idealit mund të jetë.

Fuqia aktive dhe reaktive

Fuqia aktive

Ka konsumatorë të energjisë elektrike, fuqia totale dhe aktive e të cilëve është e njëjtë. Këta janë konsumatorë, ngarkesa e të cilëve përfaqësohet nga rezistenca aktive (rezistorë). Ndër pajisjet elektrike shtëpiake, shembuj të një ngarkese të tillë janë llambat inkandeshente, sobat elektrike, furrat dhe furrat, ngrohësit, hekurat, saldimet, etj.

Fuqia aktive dhe reaktive e treguar për këto pajisje në pasaportë është në të njëjtën kohë. Ky është rasti kur fuqia e ngarkesës mund të përcaktohet me formulën e njohur nga kursi i fizikës shkollore, duke shumëzuar rrymën e ngarkesës me tensionin në rrjet. Rryma matet në amper (A), voltazhi në volt (V), fuqia në vat (W). Një ndezës sobë elektrike në një rrjet me një tension prej 220 V me një rrymë prej 4,5 A konsumon fuqi 4,5 x 220 = 990 (W).

Fuqia reaktive

Ndonjëherë, duke ecur në rrugë, mund të shihni se xhami i ballkoneve është i mbuluar nga brenda me një shtresë të hollë me shkëlqim. Ky film është marrë nga kondensatorë elektrikë me defekt të instaluar për qëllime specifike në nënstacionet e shpërndarjes që furnizojnë konsumatorë të fuqishëm të energjisë elektrike. Një kondensator është një konsumator tipik i fuqisë reaktive. Ndryshe nga konsumatorët e fuqisë aktive, ku elementi kryesor i dizajnit është një material i caktuar që përçon energjinë elektrike (një përcjellës tungsteni në llambat inkandeshente, një spirale nikromi në një sobë elektrike, etj.). Në një kondensator, elementi kryesor është një rrymë elektrike jo përcjellëse (film i hollë plastik ose letër e ngopur me vaj).

Fuqia kapacitore reaktive

Filmat e bukur me shkëlqim që keni parë në ballkon janë pllaka kondensatorësh të bërë nga materiali i hollë përçues. Një kondensator është i jashtëzakonshëm në atë që mund të grumbullojë energji elektrike, dhe pastaj ta japë atë - një lloj baterie e tillë. Nëse lidhni një kondensator me një rrjet DC, ai do të ngarkohet me një puls të shkurtër të rrymës dhe më pas nuk do të rrjedhë asnjë rrymë përmes tij. Mund ta ktheni kondensatorin në gjendjen e tij origjinale duke e shkëputur atë nga burimi i tensionit dhe duke lidhur një ngarkesë në pllakat e tij. Për ca kohë, një rrymë elektrike do të rrjedhë përmes ngarkesës dhe një kondensator ideal i jep ngarkesës saktësisht aq energji elektrike sa mori gjatë karikimit. Një llambë e lidhur me terminalet e kondensatorit mund të pulsojë për një kohë të shkurtër, rezistenca elektrike do të nxehet dhe një person i pakujdesshëm mund të "dridhet" apo edhe të vritet nëse ka tension të mjaftueshëm në terminale dhe sasinë e ruajtur të energjisë elektrike. .

Një pamje interesante merret kur një kondensator lidhet me një burim të tensionit elektrik të alternuar. Meqenëse burimi i tensionit alternativ ndryshon vazhdimisht polaritetin dhe vlerën e menjëhershme të tensionit (në një rrjet elektrik shtëpiak sipas një ligji afër sinusoidalit). Kondensatori do të ngarkohet dhe shkarkohet vazhdimisht, dhe rryma alternative do të rrjedhë vazhdimisht nëpër të. Por kjo rrymë nuk do të jetë në fazë me tensionin e burimit të tensionit AC, por do të jetë përpara tij me 90 °, d.m.th. për një periudhë çerek.

Kjo do të çojë në faktin se kondensatori konsumon energji nga rrjeti për një total prej gjysmës së periudhës së tensionit të alternuar, dhe jep gjysmën e periudhës, ndërsa totali i energjisë elektrike aktive të konsumuar është zero. Por, meqenëse një rrymë e konsiderueshme rrjedh përmes kondensatorit, i cili mund të matet me një ampermetër, është zakon të thuhet se kondensatori është një konsumator i energjisë elektrike reaktive.

Fuqia reaktive llogaritet si produkt i rrymës dhe tensionit, por njësia e matjes nuk është më vat, por volt-amper reaktive (VAR). Pra, nëpërmjet një kondensatori elektrik me kapacitet 4 μF të lidhur me një rrjet 220 V me frekuencë 50 Hz, rrjedh një rrymë prej rreth 0,3 A. Kjo do të thotë që kondensatori konsumon fuqi reaktive 0,3 x 220 = 66 (VAR). - e krahasueshme me fuqinë e një llambë mesatare inkandeshente, por një kondensator, ndryshe nga një llambë, nuk ndizet dhe nuk nxehet.

Fuqia induktive reaktive

Nëse rryma në kondensator është përpara tensionit, atëherë a ka konsumatorë ku rryma mbetet prapa tensionit? Po, dhe konsumatorët e tillë, në ndryshim nga konsumatorët kapacitiv, quhen induktivë, ndërsa mbeten konsumatorë të energjisë reaktive. Një ngarkesë elektrike tipike induktive është një spirale me një numër të caktuar kthesash të telit shumë përçues të plagosur rreth një bërthame të mbyllur të bërë nga një material magnetik i veçantë.

Në praktikë, një përafrim i mirë i një ngarkese thjesht induktive është një transformator pa ngarkesë (ose rregullator tensioni me autotransformator). Një transformator boshe i projektuar mirë konsumon shumë pak energji aktive, duke konsumuar kryesisht fuqi reaktive.

Konsumatorë realë të energjisë elektrike dhe totalit të energjisë elektrike

Duke marrë parasysh veçoritë e ngarkesave kondensative dhe induktive, lind një pyetje interesante - çfarë ndodh nëse ngarkesat kondensative dhe induktive ndizen njëkohësisht dhe paralelisht. Për shkak të reagimit të tyre të kundërt me tensionin e aplikuar, të dy reaksionet do të fillojnë të anulojnë njëri-tjetrin. Ngarkesa totale do të jetë vetëm kapacitative ose induktive, dhe në ndonjë rast ideal, do të jetë e mundur të arrihet kompensim i plotë. Do të duket paradoksale - ampermetrat e lidhur do të regjistrojnë rryma domethënëse (dhe të barabarta!) përmes kondensatorit dhe induktorit, dhe mungesën e plotë të rrymës në qarkun e përbashkët që i bashkon ato. Fotografia e përshkruar shkelet disi vetëm nga fakti se nuk ka kondensatorë dhe induktorë idealë, por një idealizim i tillë ndihmon për të kuptuar thelbin e proceseve që ndodhin.

Le të kthehemi te konsumatorët e vërtetë të energjisë elektrike. Në jetën e përditshme, ne përdorim kryesisht konsumatorë të fuqisë thjesht aktive (shembuj janë dhënë më lart) dhe të përzier aktiv-induktiv. Bëhet fjalë për stërvitje elektrike, trapana me çekiç, motorë elektrikë për frigoriferë, makina larëse dhe pajisje të tjera shtëpiake. Ato përfshijnë gjithashtu transformatorë elektrikë për furnizimin me energji elektrike për pajisjet elektronike shtëpiake dhe stabilizues të tensionit. Në rastin e një ngarkese të tillë të përzier, përveç fuqisë aktive (të dobishme), ngarkesa konsumon edhe fuqi reaktive, si rezultat, fuqia e plotë refuzon më shumë se fuqia aktive. Fuqia e dukshme matet në volt-amper (VA) dhe është gjithmonë produkti i rrymës në ngarkesë dhe tensionit në të gjithë ngarkesën.

"Kosinus Phi" misterioz

Raporti i fuqisë aktive ndaj fuqisë totale quhet "cos phi" në inxhinierinë elektrike. Ajo shënohet me cos φ. Ky raport quhet edhe faktor fuqie. Është e lehtë të shihet se për rastin e një ngarkese thjesht aktive, ku fuqia e dukshme përkon me atë aktive, cos φ = 1. Për rastet e ngarkesave thjesht kapacitive ose induktive, ku fuqia aktive është e barabartë me zero, cos φ = 0.

Në rastin e ngarkesave të përziera, faktori i fuqisë është midis 0 dhe 1. Për pajisjet shtëpiake, zakonisht është midis 0,5 dhe 0,9. Mesatarisht, mund të konsiderohet e barabartë me 0.7, një vlerë më e saktë tregohet në pasaportën e pajisjes elektrike.

Për çfarë po paguajmë?

Dhe së fundi, pyetja më interesante është se për çfarë lloj energjie paguan konsumatori. Nisur nga fakti se komponenti reaktiv i energjisë totale nuk sjell asnjë përfitim për konsumatorin, ndërkohë që një pjesë e periudhës konsumohet energjia reaktive, dhe pjesa i jepet, nuk ka nevojë të paguhet për fuqinë reaktive. Por djalli, siç e dini, është në detaje. Meqenëse ngarkesa e përzier rrit rrymën në rrjet, lindin probleme në termocentralet ku energjia elektrike prodhohet nga gjeneratorë sinkron, përkatësisht: ngarkesa induktive "çaktivizon" gjeneratorin dhe kthimi i tij në gjendjen e mëparshme i kushton aktivit tashmë real. fuqia për ta "ri-eksituar" atë.

Kështu, është mjaft e drejtë që konsumatori të paguajë për fuqinë induktive reaktive të konsumuar. Kjo e shtyn konsumatorin të kompensojë përbërësin reaktiv të ngarkesës së tij, dhe meqenëse ky komponent është kryesisht induktiv, kompensimi konsiston në lidhjen e kondensatorëve të një kapaciteti të llogaritur më parë.

Konsumatori gjen një mundësi për të paguar më pak

Nëse konsumatori paguan për energjinë aktive dhe reaktive të konsumuar veçmas. Ai është gati të shkojë në kosto shtesë dhe të instalojë banka kondensatorësh në ndërmarrjen e tij, të cilat ndizen në mënyrë rigoroze sipas orarit, në varësi të statistikave mesatare të konsumit të energjisë elektrike sipas orëve të ditës.

Ekziston gjithashtu mundësia e instalimit të pajisjeve speciale (kompensuesit e fuqisë reaktive) në ndërmarrje që lidhin automatikisht kondensatorët në varësi të madhësisë dhe natyrës së fuqisë së konsumuar në këtë moment. Këta kompensues ju lejojnë të rrisni vlerën e faktorit të fuqisë nga 0,6 në 0,97, d.m.th. pothuajse në një.

Pranohet gjithashtu që nëse raporti i energjisë reaktive të konsumuar me totalin nuk kalon 0.15, atëherë konsumatori i korporatës përjashtohet nga pagesa për energjinë reaktive.

Për sa u përket konsumatorëve individualë, për shkak të fuqisë relativisht të ulët të konsumuar prej tyre, nuk pranohet ndarja e faturave për pagesën e energjisë elektrike të konsumuar në aktive dhe reaktive. Energjia elektrike shtëpiake merr parasysh vetëm fuqinë aktive të ngarkesës elektrike dhe faturohet për të. ato. aktualisht nuk ekziston as një mundësi teknike për të faturuar një konsumator individual për fuqinë reaktive të konsumuar.

Konsumatori nuk ka stimuj të veçantë për të kompensuar komponentin induktiv të ngarkesës, dhe kjo teknikisht është e vështirë për t'u zbatuar. Kondensatorët e lidhur përgjithmonë do të ngarkojnë kot telat e furnizimit kur ngarkesa induktive shkëputet. Për njehsorin elektrik (edhe përballë njehsorit, por konsumatori nuk paguan për këtë), i cili do të shkaktojë konsum të energjisë aktive me një rritje korresponduese në faturën e pagesës, dhe kompensuesit automatikë janë të shtrenjtë dhe nuk kanë gjasa të justifikojnë koston e blerjes së tyre.

Një tjetër gjë është se prodhuesi ndonjëherë instalon kondensatorë kompensimi në hyrjen e konsumatorëve me një përbërës induktiv të ngarkesës. Këta kondensatorë, me përzgjedhjen e tyre të saktë, do të zvogëlojnë disi humbjen e energjisë në telat e furnizimit, duke rritur pak tensionin në pajisjen elektrike të lidhur duke ulur rënien e tensionit në telat e furnizimit.

Por, më e rëndësishmja, kompensimi i energjisë reaktive për çdo konsumator, nga një apartament në një ndërmarrje të madhe, do të reduktojë rrymat në të gjitha linjat e energjisë elektrike, nga një termocentral në një panel apartamentesh. Për shkak të komponentit reaktiv të rrymës totale, e cila do të zvogëlojë humbjet e energjisë në linja dhe do të rrisë efikasitetin e sistemeve elektrike.

Nga letra e klientit:
Më thuaj, për hir të Zotit, pse fuqia e UPS-së tregohet në Volt-Amper, dhe jo në kilovatët e zakonshëm. Kjo është shumë e bezdisshme. Në fund të fundit, të gjithë janë mësuar prej kohësh me kilovat. Dhe fuqia e të gjitha pajisjeve tregohet kryesisht në kW.
Aleksei. 21 qershor 2007

Karakteristikat teknike të çdo UPS tregojnë fuqinë e dukshme [kVA] dhe fuqinë aktive [kW] - ato karakterizojnë kapacitetin e ngarkesës së UPS-së. Shembull, shikoni fotot më poshtë:

Fuqia e jo të gjitha pajisjeve tregohet në vat, për shembull:

• Fuqia e transformatorëve tregohet në VA:
  http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (transformatorët TP: shih shtojcën)
  http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (transformatorët TSGL: shih shtojcën)
• Fuqia e kondensatorit tregohet në Vary:
  http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (kondensatorët K78-39: shih shtojcën)
  http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (kondensatorët në MB: shih shtojcën)
• Shembuj të ngarkesave të tjera - shihni bashkëngjitjet më poshtë.

Karakteristikat e fuqisë së ngarkesës mund të vendosen saktësisht me një parametër të vetëm (fuqia aktive në W) vetëm për rastin e rrymës direkte, pasi ekziston vetëm një lloj rezistence në qarkun e rrymës së vazhduar - rezistenca aktive.

Karakteristikat e fuqisë së ngarkesës për rastin e rrymës alternative nuk mund të vendosen me saktësi me një parametër të vetëm, pasi ekzistojnë dy lloje të ndryshme të rezistencës në qarkun e rrymës alternative - aktive dhe reaktive. Prandaj, vetëm dy parametra: fuqia aktive dhe fuqia reaktive karakterizojnë me saktësi ngarkesën.

Parimi i funksionimit të rezistencave aktive dhe reaktive është krejtësisht i ndryshëm. Rezistenca aktive - konverton në mënyrë të pakthyeshme energjinë elektrike në lloje të tjera të energjisë (nxehtësia, drita, etj.) - shembuj: llambë inkandeshente, ngrohës elektrik (paragrafi 39, Klasa e fizikës 11 V.A.Kasyanov M .: Drofa, 2007).

Rezistenca reaktive - akumulon në mënyrë alternative energjinë dhe më pas e kthen atë në rrjet - shembuj: kondensator, induktor (paragrafi 40,41, Klasa e fizikës 11 V.A.Kasyanov M .: Drofa, 2007).

Më tej në çdo libër shkollor për inxhinierinë elektrike, mund të lexoni se fuqia aktive (e shpërndarë nga një rezistencë aktive) matet në vat, dhe fuqia reaktive (që qarkullon përmes një reaktance) matet në vars; Gjithashtu, për të karakterizuar fuqinë e ngarkesës, përdoren edhe dy parametra: fuqia totale dhe faktori i fuqisë. Të gjithë këta 4 parametra:

1. Fuqia aktive: emërtimi P, njësi: vat
2. Fuqia reaktive: emërtimi P, njësi: Var(Volt Amper reaktive)
3. Fuqia e dukshme: emërtimi S, njësi: VA(Volt Amper)
4. Faktori i fuqisë: emërtimi k ose cosФ, njësia matëse: sasi pa dimension

Këta parametra lidhen me raportet: S * S = P * P + Q * Q, cosФ = k = P / S

Gjithashtu cosФ quhet faktori i fuqisë ( Faktori i fuqisë – PF)

Prandaj, në inxhinierinë elektrike, çdo dy prej këtyre parametrave vendosen për karakteristikën e fuqisë, pasi pjesa tjetër mund të gjendet nga këto dy.

Për shembull, motorët elektrikë, llambat (shkarkimi) - në ato. të dhënat e treguara P [kW] dhe cosF:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (Motorët AIR: shih shtojcën)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (llambat DRL: shih shtojcën)
(për shembuj të të dhënave teknike për ngarkesa të ndryshme shih aneksin më poshtë)

Është e njëjta gjë me furnizimin me energji elektrike. Fuqia e tyre (kapaciteti i ngarkesës) karakterizohet nga një parametër për furnizimin me energji DC - fuqia aktive (W) dhe dy parametra për burimin. Furnizimi me energji AC. Zakonisht këta dy parametra janë fuqia e dukshme (VA) dhe aktive (W). Shihni për shembull parametrat e grupit të gjeneratorit dhe UPS-së.

Shumica e pajisjeve të zyrës dhe shtëpiake janë aktive (pa ose pak reaktancë), kështu që fuqia e tyre tregohet në vat. Në këtë rast, gjatë llogaritjes së ngarkesës, përdoret vlera e fuqisë së UPS-së. Nëse ngarkesa janë kompjuterë me furnizim me energji (PSU) pa korrigjim të faktorit të fuqisë hyrëse (APFC), një printer lazer, frigorifer, kondicioner, motor elektrik (për shembull, një pompë zhytëse ose një motor në një vegël makine), llamba fluoreshente çakëlli , etj. - të gjitha rezultatet përdoren në llogaritje. ... Të dhënat e UPS-së: kVA, kW, karakteristikat e mbingarkesës etj.

Shihni mësimet e inxhinierisë elektrike, për shembull:

1. Evdokimov FE Bazat teorike të inxhinierisë elektrike. - M .: Qendra Botuese "Akademia", 2004.

2. Nemtsov MV Inxhinieri elektrike dhe elektronike. - M .: Qendra Botuese "Akademia", 2007.

3. Fretedov LA Inxhinieri elektrike. - M .: Shkolla e lartë, 1989.

Shih gjithashtu fuqinë AC, Faktorin e fuqisë, Rezistencën elektrike, Reaktancën http://en.wikipedia.org
(përkthim: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Shtojca

Shembulli 1: fuqia e transformatorëve dhe autotransformatorëve tregohet në VA (Volt Amper)

http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (transformatorët TSGL)

http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (Autotransformatorët laboratorikë LATR / TDGC2)

Shembulli 2: fuqia e kondensatorëve tregohet në Varas (Volts Amper reaktive)

http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (kondensatorët K78-39)

http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (kondensatorë në MB)

Shembulli 3: të dhënat teknike të motorëve elektrikë përmbajnë fuqinë aktive (kW) dhe cosF

Për ngarkesa të tilla si motorët elektrikë, llambat (shkarkimi), furnizimet me energji kompjuterike, ngarkesat e kombinuara, etj. - të dhënat teknike tregojnë P [kW] dhe cosF (fuqia aktive dhe faktori i fuqisë) ose S [kVA] dhe cosF (fuqia e dukshme dhe fuqia e faktorit të fuqisë).

http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(Ngarkesë e kombinuar - makinë prerëse plazma çeliku / Prerës me inverter plazma LGK160 (IGBT)

http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (Furnizimi me energji për PC)

Shtojca 1

Nëse ngarkesa ka një faktor të lartë fuqie (0.8 ... 1.0), atëherë vetitë e saj i afrohen ngarkesës aktive. Një ngarkesë e tillë është ideale si për linjën e rrjetit ashtu edhe për burimet e energjisë, pasi nuk gjeneron rryma dhe fuqi reaktive në sistem.

Prandaj, në shumë vende janë miratuar standarde që rregullojnë faktorin e fuqisë së pajisjeve.

Shtojca 2

Pajisjet me një ngarkesë (për shembull, njësia e furnizimit me energji PC) dhe të kombinuara me shumë komponentë (për shembull, një makinë bluarje industriale me disa motorë, PC, ndriçim, etj.) kanë faktorë të ulët të fuqisë (më pak se 0,8) të njësive të brendshme ( për shembull, një ndreqës i furnizimit me energji të PC ose një motor elektrik ka faktor fuqie 0,6 ... 0,8). Prandaj, në ditët e sotme shumica e pajisjeve kanë një bllok hyrës të korrigjuesit të faktorit të fuqisë. Në këtë rast, faktori i fuqisë hyrëse është 0.9 ... 1.0, i cili përputhet me standardet rregullatore.

Shtojca 3. Njoftim i rëndësishëm në lidhje me faktorin e fuqisë së UPS-ve dhe rregullatorëve të tensionit

Kapaciteti i ngarkesës së UPS dhe DGS është normalizuar në një ngarkesë standarde industriale (faktori i fuqisë 0.8 me karakter induktiv). Për shembull UPS 100 kVA / 80 kW. Kjo do të thotë që pajisja mund të furnizojë një ngarkesë rezistente me një fuqi maksimale 80 kW, ose një ngarkesë të përzier (reaktive-reaktive) me një fuqi maksimale 100 kVA me një faktor fuqie induktive 0.8.

Në stabilizuesit e tensionit, situata është e ndryshme. Për stabilizuesin, faktori i fuqisë së ngarkesës është i parëndësishëm. Për shembull, një stabilizues i tensionit 100 kVA. Kjo do të thotë që pajisja mund të furnizojë një ngarkesë rezistente me fuqi maksimale 100 kW, ose çdo tjetër (thjesht aktive, thjesht reaktive, e përzier) me fuqi 100 kVA ose 100 kvar me çdo faktor fuqie kapacitiv ose induktiv. Vini re se kjo është e vërtetë për ngarkesat lineare (pa harmonikë të rrymës më të lartë). Me shtrembërime të mëdha harmonike të rrymës së ngarkesës (THD e lartë), fuqia dalëse e stabilizatorit zvogëlohet.

Shtojca 4

Shembuj ilustrues të ngarkesave të pastra aktive dhe të pastra reaktive:

• Një llambë inkandeshente prej 100 W është e lidhur me një rrymë alternative 220 VAC - ka një rrymë përcjellëse kudo në qark (përmes përçuesve të telave dhe qimeve të tungstenit të llambës). Karakteristikat e ngarkesës (llambës): fuqia S = P ~ = 100 VA = 100 W, PF = 1 => e gjithë fuqia elektrike është aktive, që do të thotë se absorbohet plotësisht në llambë dhe shndërrohet në fuqi të nxehtësisë dhe dritës.
• Një kondensator jopolar prej 7 μF është i lidhur me rrjetin AC 220 VAC - ekziston një rrymë përcjellëse në qarkun e telit, një rrymë paragjykimi rrjedh brenda kondensatorit (përmes dielektrikut). Karakteristikat e ngarkesës (kondensatorit): fuqia S = Q ~ = 100 VA = 100 VAR, PF = 0 => e gjithë fuqia elektrike është reaktive, që do të thotë se qarkullon vazhdimisht nga burimi në ngarkesë dhe mbrapa, përsëri në ngarkesë, etj.

Shtojca 5

Për të treguar reaktancën mbizotëruese (induktiv ose kapacitiv), shenja i caktohet faktorit të fuqisë:

+ (plus)- nëse reaktansa totale është induktive (shembull: PF = + 0,5). Faza aktuale mbetet pas fazës së tensionit me një kënd F.

- (minus)- nëse reaksioni total është kapacitiv (shembull: PF = -0,5). Faza aktuale është përpara fazës së tensionit me një kënd F.

Shtojca 6

Pyetje shtesë

Pyetja 1:
Pse numrat / sasitë imagjinare (për shembull, fuqia reaktive, reaktanca, etj.), të cilat nuk ekzistojnë në realitet, përdoren në të gjitha tekstet e inxhinierisë elektrike gjatë llogaritjes së qarqeve AC?

Përgjigje:
Po, të gjitha sasitë individuale në botën përreth janë reale. Përfshirë temperaturën, reaktancën, etj. Përdorimi i numrave imagjinarë (kompleksë) është vetëm një truk matematikor që i bën llogaritjet më të lehta. Si rezultat i llogaritjes, merret një numër domosdoshmërisht real. Shembull: fuqia reaktive e ngarkesës (kondensatorit) 20 kVAr është rrjedha reale e energjisë, domethënë vat reale që qarkullojnë në qarkun burim-ngarkesë. Por për të dalluar këto Watts nga Watts, të zhytur në mënyrë të pakthyeshme nga ngarkesa, këto "Watt qarkulluese" u vendosën të quheshin Volt reaktive · Amper.

Koment:
Më parë, vetëm sasitë e vetme përdoreshin në fizikë, dhe në llogaritje të gjitha sasitë matematikore korrespondonin me sasitë reale të botës përreth. Për shembull, distanca është e barabartë me shpejtësinë herë kohën (S = v * t). Më pas, me zhvillimin e fizikës, d.m.th., me studimin e objekteve më komplekse (drita, valët, rryma elektrike alternative, atomi, hapësira, etj.) u shfaq një numër aq i madh i sasive fizike saqë u bë e pamundur të llogaritet secila veç e veç. . Ky nuk është vetëm një problem i llogaritjes manuale, por edhe një problem i përpilimit të programeve kompjuterike. Për të zgjidhur këtë problem, sasitë e afërta të vetme filluan të kombinohen në ato më komplekse (duke përfshirë 2 ose më shumë sasi të vetme), duke iu bindur ligjeve të transformimit të njohura në matematikë. Kështu u shfaqën sasitë skalare (të vetme) (temperatura, etj.), dyfishimi i vektorit dhe kompleksit (rezistenca, etj.), trefishi i vektorit (vektori i fushës magnetike, etj.), dhe sasitë më komplekse - matricat dhe tensorët (tensori konstant dielektrik. , tensori Ricci, etj.). Për të thjeshtuar llogaritjet në inxhinierinë elektrike, përdoren vlerat e mëposhtme imagjinare (komplekse) të dyfishta:

1. Impedanca (rezistenca) Z = R + iX
2. Fuqia e dukshme S = P + iQ
3. Konstanta dielektrike e = e "+ dmth"
4. Përshkueshmëria magnetike m = m "+ im"
5. dhe etj.

Pyetja 2:

Faqja http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power tregon S P Q Ф në një kompleks, domethënë një plan imagjinar / joekzistent. Çfarë lidhje kanë të gjitha këto me realitetin?

Përgjigje:
Është e vështirë të kryhen llogaritjet me sinusoidë realë, prandaj, për të thjeshtuar llogaritjet, përdoret një paraqitje vektoriale (komplekse) si në Fig. sipër. Por kjo nuk do të thotë se S P Q e paraqitur në figurë nuk kanë asnjë lidhje me realitetin. Vlerat reale S P Q mund të përfaqësohen në formën e zakonshme, bazuar në matjet e sinjaleve sinusoidale me një oshiloskop. Vlerat e S P Q Ф I U në qarkun e rrymës alternative "burim-ngarkesa" varen nga ngarkesa. Më poshtë është një shembull i sinjaleve reale sinusoidale S P Q dhe Ф për rastin e një ngarkese të përbërë nga rezistenca aktive dhe reaktive (induktive) të lidhura në seri.

Pyetja 3:
Me kapëse të zakonshme të rrymës dhe një multimetër, rryma e ngarkesës është 10 A, dhe voltazhi në ngarkesë është 225 V. Duke shumëzuar dhe marrim fuqinë e ngarkesës në W: 10 A 225 V = 2250 W.

Përgjigje:
Ju keni marrë (llogaritur) fuqinë totale të ngarkesës prej 2250 VA. Prandaj, përgjigja juaj do të jetë e vërtetë vetëm nëse ngarkesa juaj është thjesht aktive, atëherë vërtet Volt · Ampere është e barabartë me Watt. Për të gjitha llojet e tjera të ngarkesave (për shembull, një motor elektrik) - nr. Për të matur të gjitha karakteristikat e çdo ngarkese arbitrare, duhet të përdorni një analizues rrjeti, për shembull APPA137:

Shih literaturën shtesë, për shembull:

Evdokimov F.E. Bazat teorike të Inxhinierisë Elektrike. - M .: Qendra Botuese "Akademia", 2004.

Nemtsov M.V. Inxhinieri elektrike dhe elektronike. - M .: Qendra Botuese "Akademia", 2007.

Fretedov L.A. Inxhinieri elektrike. - M .: Shkolla e lartë, 1989.

Fuqia AC, Faktori i fuqisë, Rezistenca elektrike, Reaktansa
http://en.wikipedia.org (përkthim: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Teoria dhe llogaritja e transformatorëve me fuqi të ulët Yu.N. Starodubtsev / RadioSoft Moscow 2005 / rev d25d5r4feb2013

Fuqia mund të jetë aktive dhe mund të jetë e plotë. Pyetja është, plot me çfarë? Dhe këtu, thonë ata, nga ajo që na shërben për të mirën tonë, ajo që na bën punë të dobishme, por ... rezulton se kjo nuk është e gjitha. Ekziston edhe një komponent i dytë, i cili është një lloj peshe, dhe thjesht djeg energji. Ajo që nuk nevojitet ngroh, por nuk na bën as të nxehtë as të ftohtë.

Kjo fuqi quhet fuqi reaktive. Por, çuditërisht, ne vetë jemi fajtorë. Përkundrazi, sistemi ynë i prodhimit, transmetimit dhe konsumit të energjisë elektrike.

Aktive, reaktive dhe me fuqi të plotë

Ne përdorim energjinë elektrike duke përdorur rrjetin AC. Tensioni në rrjetet tona çdo sekondë luhatet 50 herë nga vlera minimale në maksimum. Kështu doli. Kur u shpik një gjenerator elektrik, i cili konverton lëvizjen mekanike në energji elektrike, doli se perpetuum mobile, ose, përkthyer nga latinishtja, lëvizje e përhershme, është më e lehtë për t'u rregulluar në një rreth. Rrota u shpik dikur, dhe që atëherë ne e dimë se nëse e varni në bosht, mund ta rrotulloni për një kohë të gjatë dhe të gjatë dhe do të mbetet e gjitha në të njëjtin vend - në bosht.

Pse kemi tension të ndryshueshëm në rrjet?

Dhe një gjenerator elektrik ka një bosht dhe diçka që rrotullohet mbi të. Dhe rezultati është një tension elektrik. Vetëm gjeneratori përbëhet nga dy pjesë: një rrotullues, një rotor dhe një i palëvizshëm, një stator. Dhe të dy janë të përfshirë në prodhimin e energjisë elektrike. Dhe kur një pjesë rrotullohet rreth tjetrës, atëherë pikat në mënyrë të pashmangshme në sipërfaqen e pjesës rrotulluese ose u afrohen pikave të sipërfaqes së palëvizshme, pastaj largohen prej tyre. Dhe ky pozicion i përbashkët i tyre përshkruhet në mënyrë të pashmangshme nga vetëm një funksion matematikor - një sinusoid. Një sinusoid është një projeksion i një rrotullimi rrethor në një nga boshtet gjeometrike. Por ka shumë akse të tilla që mund të ndërtohen. Zakonisht koordinatat tona janë pingul me njëra-tjetrën. Dhe pastaj, kur rrotullohet rreth një pike të caktuar në një aks, projeksioni i rrotullimit do të jetë një sinusoid, dhe nga ana tjetër - një kosinus, ose i njëjti sinusoid, i zhvendosur vetëm në lidhje me të parën me një të katërtën e një rrotullimi, ose me 90 °.

Kjo është diçka që është tensioni që sjell rrjeti elektrik në banesën tonë.

këndi i rrotullimit nuk është i ndarë në 360 gradë këtu,
dhe në 24 divizione. Kjo do të thotë, një ndarje korrespondon me 15 °
6 ndarje = 90 °

Pra, voltazhi në rrjetin tonë është sinusoidal me një frekuencë prej 50 herc dhe një amplitudë prej 220 volt, sepse ishte më i përshtatshëm për të bërë gjeneratorë që gjenerojnë tension të alternuar.

Përfitimi i tensionit AC - Përfitimi i sistemit

Dhe për ta bërë tensionin konstant, duhet ta rregulloni në mënyrë specifike. Dhe kjo mund të bëhet ose drejtpërdrejt në gjenerator (i projektuar posaçërisht - atëherë ai do të bëhet një gjenerator DC), ose një ditë më vonë. Kjo "një ditë" gjithashtu doli përsëri shumë e dobishme, sepse tensioni alternativ mund të konvertohet nga një transformator - rritje ose ulje. Kjo doli të ishte lehtësia e dytë e tensionit AC. Dhe duke e ngritur atë me transformatorë në tensione fjalë për fjalë EXTREME (gjysmë milion volt dhe më shumë), është e mundur të transmetohet në distanca gjigante mbi tela pa humbje gjigante. Dhe kjo na erdhi mirë edhe në vendin tonë të madh.

Pra, në fund të fundit, pasi e sollën tensionin në banesën tonë, duke e ulur atë në të paktën një vlerë të mundshme (megjithëse ende të rrezikshme) prej 220 volt, ata përsëri harruan ta kthenin atë në konstante. Dhe pse? Dritat janë ndezur, frigoriferi punon, televizori është ndezur. Edhe pse ka këto tensione konstante / të ndryshueshme në televizor ... por, ne nuk do të flasim ende për këtë këtu.

Humbjet nga tensioni AC

Dhe kështu ne po përdorim rrjetin e tensionit AC.

Dhe në të ka një "pagesë për harresën" - reaksioni i rrjeteve tona konsumuese dhe fuqia e tyre reaktive. Reaktanca është rezistenca ndaj rrymës alternative. Dhe fuqia që thjesht kalon nga pajisjet tona elektrike që konsumojnë.

Rryma që kalon nëpër tela krijon një fushë elektrike rreth tyre. Fusha elektrostatike tërheq ngarkesa nga gjithçka që rrethon burimi i fushës, domethënë rryma. Dhe ndryshimi i rrymës krijon gjithashtu një fushë elektromagnetike, e cila fillon të nxisë rryma elektrike në të gjithë përçuesit përreth pa kontakt. Pra, sinusoidi ynë aktual, sapo ndezim diçka, nuk është thjesht një rrymë, por ndryshimi i saj i vazhdueshëm. Për rreth ka mjaft përçues, duke filluar nga kutitë metalike të të njëjtave elektroshtëpiake, gypat metalikë për ujësjellës, ngrohje, kanalizim dhe duke përfunduar me shufra përforcuese në mure dhe tavane prej betoni të armuar. Është në të gjitha këto që induktohet energjia elektrike. Edhe uji në sternën e tualetit merr pjesë në argëtimin e përgjithshëm - në të induktohen edhe rrymat e induksionit. Ne nuk kemi nevojë fare për një rrymë të tillë, nuk e kemi "urdhëruar". Por ai përpiqet të ngrohë këta përçues, që do të thotë se heq energjinë elektrike nga rrjeti ynë i apartamenteve.

Për të karakterizuar raportin e fuqisë në rrjetin tonë AC, vizatohet një trekëndësh.

S është fuqia totale e konsumuar nga rrjeti ynë,
P - fuqia aktive, është gjithashtu një ngarkesë aktive e dobishme,
Q - fuqia reaktive.

Fuqia e plotë mund të matet me një vatmetër, dhe fuqia aktive merret duke llogaritur rrjetin tonë, në të cilin marrim parasysh vetëm ngarkesat e dobishme për ne. Natyrisht, ne e neglizhojmë rezistencën e telave, duke i konsideruar ato të vogla në krahasim me rezistencat e dobishme të pajisjeve elektrike.

Fuqi e plote

S = U x I = U a x I f

Kjo do të thotë, sa më "memec" ky kënd akut, aq më keq funksionon rrjeti i brendshëm i konsumit të apartamenteve për ne - shumë energji harxhohet.

Çfarë është fuqia aktive, reaktive dhe e dukshme

Këndi j mund të quhet edhe këndi i zhvendosjes së fazës ndërmjet rrymës dhe tensionit në rrjetin tonë. Rryma është rezultat i aplikimit në rrjetin tonë të një tensioni fillestar prej 220 volt në një frekuencë prej 50 herc. Kur ngarkesa është aktive, faza e rrymës përkon me fazën e tensionit në të. Dhe ngarkesat reaktive e zhvendosin këtë fazë me këtë kënd.

Në mënyrë rigoroze, këndi karakterizon shkallën e efikasitetit të konsumit tonë të energjisë. Dhe ne duhet të përpiqemi ta zvogëlojmë atë. Pastaj S do t'i afrohet P.

Vetëm se është më i përshtatshëm të operosh jo me këndin, por me kosinusin e këndit. Ky është pikërisht raporti i dy fuqive:

Kosinusi i një këndi i afrohet unitetit ndërsa këndi i afrohet zeros. Domethënë, sa më i mprehtë të jetë këndi j, aq më mirë, aq më efikas është rrjeti konsumues elektrik. Në praktikë, nëse arrini vlerën e kosinusit ph (dhe mund të shprehet si përqindje) të rendit prej 70-90%, atëherë kjo tashmë konsiderohet e mirë.

Shpesh përdoret një marrëdhënie e ndryshme, duke lidhur fuqinë aktive dhe fuqinë reaktive:

Nga diagrami i rrymës dhe tensionit, mund të gjeni shprehjet për fuqitë: aktive, reaktive dhe të plota.

Nëse fuqia aktive më e njohur për ne matet në vat, atëherë fuqia totale matet në volt-amper (var). Watt nga Wara mund të llogaritet duke shumëzuar me kosinusin phi.

Çfarë është fuqia reaktive

Fuqia reaktive është induktive dhe kapacitive. Ata sillen ndryshe në një qark elektrik. Në rrymën e drejtpërdrejtë, induktiviteti është vetëm një copë teli që ka pak rezistencë. Një kondensator me tension konstant është vetëm një qark i hapur.

Dhe kur i përfshijmë në qark, i furnizojmë me tension, gjatë procesit kalimtar, ato gjithashtu sillen pikërisht të kundërtën. Kondensatori është i ngarkuar, ndërsa rryma që rezulton është fillimisht e madhe, pastaj, ndërsa ngarkohet, e vogël, duke u ulur në zero.

Në një induktancë, një spirale me tel, fusha magnetike që rezulton pas ndezjes në fillim ndërhyn fuqishëm në kalimin e rrymës, dhe në fillim është e vogël, pastaj rritet në vlerën e saj të palëvizshme, e përcaktuar nga elementët aktivë të qarku.

Prandaj, kondensatorët kontribuojnë në një ndryshim në rrymën në qark, dhe induktorët parandalojnë një ndryshim në rrymë.

Komponentët induktiv dhe kapacitiv të rezistencës së rrjetit

Kështu, elementët reaktivë kanë llojet e tyre të rezistencës - kapacitiv dhe induktiv. Me impedancën, duke përfshirë komponentët aktivë dhe reaktivë, kjo shoqërohet me formulën e mëposhtme:

Z - impedanca,

R - rezistenca aktive,

X është reaktansa.

Nga ana tjetër, reaktanca përbëhet nga dy pjesë:

X L është induktiv dhe X C është kapacitiv.

Nga këtu shohim se kontributi i tyre në komponentin reaktiv është i ndryshëm.

Çdo gjë që është induktive në rrjet e rrit reaktancën e rrjetit, çdo gjë që është në rrjet ka karakter kapacitiv e zvogëlon reaktancën.

Pajisjet elektrike që ndikojnë në cilësinë e konsumit

Nëse të gjitha pajisjet në rrjetin tonë do të ishin si llamba, domethënë do të ishin një ngarkesë thjesht aktive, nuk do të kishte probleme. Nëse do të kishte një rrjet konsumues aktiv, një ngarkesë aktive të vazhdueshme dhe, siç thonë ata, në një fushë të hapur - nuk ka asgjë përreth, atëherë gjithçka do të llogaritej lehtësisht sipas ligjeve të Ohm dhe Kirchhoff, dhe ishte e drejtë - sa ai konsumuar, ai pagoi aq shumë. Por duke pasur një "infrastrukturë" misterioze përçuese rreth nesh, dhe në vetë rrjetin shumë kapacitete dhe induktanca të pa llogaritura, ne marrim, përveçse të dobishme për ne, edhe ngarkesë reaktive, të panevojshme për ne.

Si të shpëtojmë prej tij? Kur rrjeti konsumues elektrik është krijuar tashmë, është e mundur të merren masa për të reduktuar komponentin reaktiv. Kompensimi bazohet në "antagonizmin" e induktancave dhe kapaciteteve.

Kjo do të thotë, në rrjetin ekzistues, ju duhet të matni përbërësit e tij, dhe më pas të dilni me kompensim.

Një efekt veçanërisht i mirë nga ngjarje të tilla arrihet në rrjetet e mëdha të konsumit. Për shembull, në nivelin e një dyshemeje fabrike me një numër të madh pajisjesh që funksionojnë vazhdimisht.

Për të kompensuar përbërësin reaktiv, përdoren kompensues të veçantë të fuqisë reaktive (RPC), të cilët përmbajnë kondensatorë në dizajnin e tyre që ndryshojnë zhvendosjen totale të fazës në rrjet për mirë.

Gjithashtu inkurajohet përdorimi i motorëve sinkron AC në rrjete, pasi ato janë në gjendje të kompensojnë fuqinë reaktive. Parimi është i thjeshtë: në rrjet, ata janë në gjendje të punojnë në modalitetin e motorit, dhe kur vërehet një "bllokim" i energjisë elektrike gjatë ndërrimit të fazës (gjuha nuk gjen më fjalë të tjera), ata janë në gjendje ta kompensojnë këtë. me "ndriçim të hënës" në rrjet në modalitetin e gjeneratorit.