Как известно, ток делится на два вида: переменный и постоянный. Для каждого из типов существуют свои особенности. Так, постоянный ток является более простым в понимании и описании.
Что касается мощности, то она исчисляется по формуле P=UI. Что же касается цепей с переменным током, то в них все более сложно.
В сетях такого типа происходит деление ее на составные части: активную, реактивную и полную.
Рассмотрим эти понятия подробнее и выясним основные различия активной и полной.
Определения
Вид тока, который проходит по электрической сети, в большинстве своем определяется количеством нагрузки. В случае постоянного типа электричества количественные значение определяет резистор. Значение при этом определяется по одной из формул.
P=U*I
P=I2*R
P=U2/R
В этих формулах P – мощность, I – сила тока, U – нагрузка на электрическую сеть, R – сопротивление.
Согласно физике, ее делят на два основных типа.
- Активная имеет иное название – резистивная. Она характерна для работы ламп накаливания.
- Реактивная часть имеет свои два подтипа: индуктивный и емкостный. Первый из них встречается в катушках трансформаторов и двигательных элементах. Второй характерен для установок с конденсаторами.
Стоит также отметить, что реактивная характерна лишь для тока переменного типа. По этой причине она присутствует в домашних электрических сетях. Далее рассмотрим основные отличия активной и полной подтипов мощности.
Характеристики реактивной, активной и полной
Согласно курсу физики и приведенным в ней определениям, реактивная составная мощности возникает при условии несовпадения фаз тока и напряжения по времени.
Понять, как будет себя вести напряжение по отношению к току можно, проанализировав подключенные приборы.
Возможны два варианта: индуктивность (когда положение напряжения ведет себя быстрее от фазы тока) и емкость (ситуация, обратная к предыдущей). Используем графики для наглядной демонстрации.
На картинке видно, что совпадение направлений движения векторов напряжения и тока говорит о полном совпадении фаз.
В случае изображения векторов под углом один к одному можем наблюдать обгон или отставание фазных значений. Детализируем оба случая.
Индуктивность описывает ситуацию, когда напряжение идет быстрее от тока. Разница между фазами измеряется в градусной мере. Для отображения конкретного угла используют букву «Фи» греческого происхождения.
В идеальной ситуации угол будет равен 90 градусам. Однако на практике такого положения практически невозможно добиться. Этому будут способствовать целый ряд факторов.
По этой причине расстояние межфазное зависит от полной нагрузки, которую будет выдерживать сеть.
Другой случай несовпадения фаз – емкость. Для такого типа характерно опережение движения и размещения вектора тока по отношению к напряжению.
Иными словами, в емкости напряжение не может менять свои значения быстро, а вот в индукции мгновенное изменение значений возможно.
Мощности в виде треугольника и угол Фи
Рассмотрим все составные компоненты сети. В нее будут входить все фазы как тока, так и напряжения. На основе данных попробуем нарисовать векторную диаграмму.
Пускай активная часть элементов соответствует горизонтальной ветви, а реактивная располагается на вертикали. Далее проведем соединительный вектор от концов осей. Получим треугольник, который в кругу электриков называется «треугольник мощностей».
Проанализирует полученные стороны. Так, две из них нам известны и отвечают за активную и реактивную части. А вот соединительная сторона будет отвечать за полную.
Согласно рисунку, введем буквенное обозначение типов: S–полная (измеряется в Вольт-Амперах), Q – реактивная (единицы измерения Вольт-Амперы реактивные), P – активная (измеряется в привычных Ваттах).
Примеры расчетов
На первый взгляд, высчитать значение полной мощности довольно просто. Однако это не так. Для ее определения принято использовать комплексный вид формулы.
На практике такая точность не всегда важна и для рядового потребителя достаточно знать примерное число.
Разберемся, как можно упростить формулу для, например, расчета потребляемой мощности в доме или квартире. Согласно данным, потребители платят лишь за активные составные мощности электрической энергии.
P=S*cosФ
Посмотрев формулу, можно заметить добавление нового компонента – косинуса угла Фи. Как мы знаем, угол показывает сдвиг фаз, то есть разницу между активным элементом из указанного выше в треугольника и полным значением. Косинус кута характеризует коэффициент мощности и находится из выражения.
cosФ=P/S
Если необходимо рассчитать реактивную часть мощности, то стоит использовать выражение.
Q = U*I*sinФ
Стоит отметить, что приведенные формулу можно использовать для всех типов цепей, не зависимо от количества фаз. Меняться будет лишь коэффициент.
Часто задаваемые вопросы
Деление мощности на подтипы является важным фактором. Его необходимо учитывать при ведении расчетов. Для упрощения понимания стоит посмотреть приведенные ниже наиболее часто встречающиеся вопросы.
- Какой тип работы выполняется мощностью реактивного вида?
Что касается полезной части работы, то на реактивную мощность она не распространяется. Но, с другой стороны, она является неотъемлемой частью полной мощности. С целью уменьшения общей нагрузки на сеть, реактивную составную стараются компенсировать.
- Каким образом можно компенсировать реактивную часть?
Главным образом за счет установки специальной системы для компенсации. Часто эту роль исполняют электродвигатели синхронного типа.
- Каковы причины возникновения реактива?
Основная причина тому широкое использование электродвигателей как в повседневной жизни, так и на больших предприятиях.
- Какой вред при большом использовании реактивной мощности?
Основной минус в завышенной плате за мощность в счетах предприятий. Это связано с потреблением или как активной, так и реактивной компонентов мощности. В домашних условиях потребители, стоит заметить, используют лишь активный компонент и потому платят лишь за нее.
Мощность представляет собой обширное понятие, включающее несколько подтипов. Влияние активной и реактивной частей следует учитывать во время проведения расчетов.
