Calcularea puterii în circuitele electrice

Orice aparat electric este caracterizat de mai mulți parametri de bază, printre care tensiunea nominală, curent și putere. Uneori în pașaport tehnic indică numai puterea și tensiunea, curentul în acest caz, este ușor de găsit folosind formule bine cunoscute lui Ohm (desigur, un număr de rezerve - cos de exemplu, trebuie să fie cunoscute). Reciproca este, de asemenea, adevărat: cunoașterea curent și tensiune, este posibil să se efectueze calculul puterii. Rețeaua globală are o mulțime de material de pe acest subiect, dar cele mai multe dintre ele sunt destinate specialiștilor.

Să ne uităm la ce se înțelege prin termenul "putere electrică", ce fel de variante există și cum se calculează puterea. Sensul fizic al puterii indică cât de repede are loc conversia (energia) electricității într-un anumit tip de muncă utilă în instalație (dispozitiv). E atât de simplu! Pentru dispozitivele neelectrice este în întregime permisă utilizarea termenului "performanță".

În ingineria electrică, se acceptă o separare, conform căreia există o putere activă și reactivă. Prima este convertită direct într-o lucrare utilă, deci este considerată cea mai importantă. Unitatea de măsură este Watt și derivatele - Kilowatt, Megawatt etc. La aparatele electrice de uz casnic este indicat exact. Deși acest lucru nu înseamnă că nu există o componentă reactivă. La rândul său, al doilea - nedorite, deoarece în desfășurarea lucrării nu participă, dar este irosit pe diferite tipuri de pierderi. Măsurată în "var" (volt-amper reactiv) și derivate - kilovolt-amper reactiv, etc. Suma componentelor active și reactive formează puterea totală (volt-ampere, VA).

Un exemplu luminos de consumator cu o sarcină activă curată este un încălzitor electric. Atunci când curentul electric trece prin el, căldura este generată și în dependență directă. În mod similar, consumatorul de energie reactivă - un transformator clasic. Atunci când funcționează, se creează un câmp magnetic în rotația înfășurării, ceea ce nu este necesar în sine (se utilizează proprietatea inducției electromagnetice). Circuitul magnetic este magnetizat, apar pierderi. Cu alte cuvinte:

Q = U * I * sin Fi,

unde sinusul Fi este sinusoidală a unghiului dintre vectorii de curent și de tensiune. Semnul său depinde de natura încărcăturii (capacitiv sau inductiv).

Calculul puterii începe cu definirea tipului de curent: constantă sau variabilă, deoarece formulele nu sunt universale.

În primul caz folosim o consecință a legii clasice a lui Ohm. Puterea P este produsul curentului I prin tensiunea U:

P = I * U (W = A * B).

În circuitul cu sursa de alimentare, se ține cont de direcția EMF: aceasta este necesară pentru calcularea rezistenței sursei în sine. Deci, generatorul sau bateria în care curentul curge de la ";" la "+", dând energie la sarcina circuitului, dă putere. Dacă debitul curent este opus potențialului aplicat (încărcarea bateriei), atunci există o absorbție a puterii de către sursa EMF.

Formula de calcul a puterii pentru curent alternativ (circuit monofazat) ia în considerare coeficientul - "cosinus phi". Este raportul dintre componenta activă a puterii și valoarea totală. Evident, în cazul TEN, cosinusul va fi egal cu 1 (ideal), deoarece nu există o componentă reactivă. În caz contrar, pentru a reduce pierderile de pe partea generatorului, sunt utilizate diferite compensatoare sau alte soluții tehnice.

În acest fel:

P = U * I * cos Fi.

Calculul puterii în circuite trifazate se efectuează pentru fiecare fază, iar valorile rezultate sunt apoi însumate. Pentru AC, puterea totală este calculată ca rădăcină pătrată din suma pătratelor componentelor active și reactive. Pentru generarea de dispozitive (substații) este mai important să se cunoască exact puterea completă, deoarece pe această bază sunt selectate toate celelalte elemente ale circuitelor ulterioare. Evident, în majoritatea cazurilor este imposibil să cunoști în avans natura încărcăturii.