พลังงานที่ใช้งานวัดได้อย่างไร? อีกครั้งเกี่ยวกับพลังงาน: แอคทีฟ, ปฏิกิริยา, ชัดเจน (P, Q, S) รวมถึงตัวประกอบกำลัง (PF)

เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดมีกำลังไฟของตัวเอง ข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนี้สามารถพบได้ในคดีนี้ กาต้มน้ำไฟฟ้าและเครื่องเป่าผมบนหลอดไฟของหลอดไฟฟ้าและบนฝาด้านบนของเครื่องดูดฝุ่น

เป็นที่ทราบกันว่ากิโลวัตต์และวัตต์เหล่านี้ไม่เพียงส่งผลโดยตรงต่อการอ่านมิเตอร์ไฟฟ้า แต่ยังรวมถึงปริมาณกระแสในตัวนำไฟฟ้าด้วย และกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปอาจทำให้สะดุดได้ เบรกเกอร์หรือการไหม้ของหน้าสัมผัสและความเสียหายต่อสายไฟ

ดังนั้นควรทราบความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานที่อุปกรณ์ใช้จากเครือข่ายและ ไฟฟ้าช็อตที่เขาเรียกในเครือข่ายเดียวกันจะไม่ฟุ่มเฟือย นอกจากนี้ บนตัวเครื่องของเต้ารับที่กล่าวไปแล้ว จะเป็นกระแสสูงสุดที่ระบุ ไม่ใช่กำลังไฟฟ้า

การกำหนดกำลังไฟฟ้า- จากหลักสูตรฟิสิกส์ เรารู้ว่ากำลังคืองานที่ทำต่อหน่วยเวลา กล่าวคือ เช่นเดียวกับรถยนต์ที่มีความเร็ว ซึ่งครอบคลุมระยะทางที่แน่นอนทุกๆ ชั่วโมง (กม./ชม.) ดังนั้น อุปกรณ์ใดๆ ที่เปิดอยู่จะทำงานเฉพาะบางอย่างในชั่วโมงเดียวกัน (J/ชั่วโมง=W)

แต่ตัวเลขที่ระบุบนตัวกาต้มน้ำไฟฟ้าไม่ได้ระบุว่าสามารถต้มน้ำได้มากเพียงใดในช่วงเวลาหนึ่ง แต่จะใช้พลังงานจากเครือข่ายในช่วงเวลาเดียวกันเท่าใด

พลังงานนี้ถูกใช้ไปในการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนในตัวนำ ดังนั้นสำหรับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่มีประจุหนึ่งหน่วยจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของเครือข่าย:

ท้ายที่สุดแล้วความตึงเครียดระหว่างสองจุดคืองานที่ต้องเคลื่อนย้าย ค่าหน่วยจากจุดแรกไปยังจุดที่สอง งานทั้งหมด (พลังงาน) ที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายมวลอิเล็กตรอนทั้งหมดเป็นผลคูณของแรงดันไฟฟ้าและจำนวนอิเล็กตรอนในวงจรกาน้ำชาของเรา:

A_full=U*Q;

และเนื่องจากกำลังคืองานต่อหน่วยเวลา เราจึงได้นิพจน์ต่อไปนี้:

Р=(U*Q)/t;

แต่จำนวนอิเล็กตรอนที่ “ไหล” ผ่านหน้าตัดของตัวนำต่อหน่วยเวลา (Q/t) คือกระแสไฟฟ้าที่เรารู้จักดี ปรากฎว่าเราไม่จำเป็นต้องยืนดูนาฬิกาจับเวลาและนับอิเล็กตรอน - แค่รู้กระแสและแรงดันก็เพียงพอแล้ว และพลังงานก็สามารถพบได้เป็นผลิตภัณฑ์:

ในทางปฏิบัติตามที่เขียนไว้ข้างต้น บ่อยครั้งที่คุณไม่จำเป็นต้องจัดการกับปัญหาในการกำหนดพลังงาน แต่มีปัญหาในการคำนวณกระแสตามกำลังไฟที่ทราบของอุปกรณ์และแรงดันไฟฟ้าของเครือข่าย ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดกระแสไฟที่ใช้โดยอุปกรณ์และสัมพันธ์กับพิกัดของเต้ารับและเบรกเกอร์

ตัวอย่างเช่นสำหรับกาต้มน้ำไฟฟ้าที่มีกำลังสองกิโลวัตต์ซึ่งมีไว้สำหรับใช้ในครัวเรือน เครือข่ายไฟฟ้ากระแสสามารถคำนวณได้ดังนี้:

I=P/U=(2*1,000)/220=9 แอมแปร์;

แน่นอนว่าคุณไม่สามารถใช้ขั้วต่อปลั๊กขนาด 6 แอมป์เพื่อเชื่อมต่อกาต้มน้ำดังกล่าวได้

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าความสัมพันธ์เหล่านี้ระหว่างกระแสและกำลังจะใช้เฉพาะเมื่อกระแสและแรงดันอยู่ในเฟสเท่านั้น นี่เป็นกรณีของเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนที่ทรงพลังเกือบทั้งหมด แต่จำเป็นต้องจำไว้ว่าหากมีการเหนี่ยวนำหรือความจุขนาดใหญ่ในวงจร สูตรที่กำหนดจะ "โกหก"

ตัวอย่างจะเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศซึ่งในนั้น พลังที่ใช้งานอยู่จะแสดงออกมาดังนี้:

Р=ฉัน*U*คอสφ;

ที่ไหน cosφ- ตัวประกอบกำลังโดยปกติจะเท่ากับ 0.6-0.8 หน่วยสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า

เมื่อกำหนดพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ใด ๆ เครือข่ายสามเฟส 380 โวลต์ เราสามารถสรุปได้ว่ากำลังของมันคือผลรวมของกำลังของสามเฟส ซึ่งในแต่ละเฟสจะมีกระแสไหลและแรงดันเฟสถูกนำมาใช้

ตัวอย่าง: หม้อต้มน้ำสามเฟสที่มีกำลัง 3 กิโลวัตต์ใช้หนึ่งกิโลวัตต์ในแต่ละเฟส กระแสเฟสจะเท่ากับ:

I=P/U_ф =(1*1000)/220=4.5 แอมแปร์

จากจดหมายลูกค้า:
บอกฉันทีว่าเหตุใดกำลังของ UPS จึงระบุเป็นโวลต์-แอมป์ ไม่ใช่กิโลวัตต์ปกติ มันเครียดมาก ท้ายที่สุดแล้วทุกคนคุ้นเคยกับกิโลวัตต์มานานแล้ว และพลังของอุปกรณ์ทั้งหมดจะแสดงเป็นกิโลวัตต์เป็นหลัก
อเล็กซ์. 21 มิถุนายน 2550

ใน ข้อกำหนดทางเทคนิคของ UPS ใด ๆ จะมีการระบุกำลังทั้งหมด [kVA] และกำลังงานที่ใช้งาน [kW] ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของความสามารถในการรับน้ำหนักของ UPS ตัวอย่าง ดูภาพด้านล่าง:

พลังของอุปกรณ์บางตัวไม่ได้ระบุด้วย W ตัวอย่างเช่น:

• กำลังของหม้อแปลงแสดงเป็น VA:
  http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (หม้อแปลง TP: ดูภาคผนวก)
  http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (หม้อแปลง TSGL: ดูภาคผนวก)
• กำลังของตัวเก็บประจุแสดงเป็น Vars:
  http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (ตัวเก็บประจุ K78-39: ดูภาคผนวก)
  http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (ตัวเก็บประจุของสหราชอาณาจักร: ดูภาคผนวก)
• สำหรับตัวอย่างการโหลดอื่นๆ โปรดดูภาคผนวกด้านล่าง

คุณลักษณะกำลังของโหลดสามารถระบุได้อย่างแม่นยำด้วยพารามิเตอร์ตัวเดียว (กำลังที่ใช้งานในหน่วย W) สำหรับเคสเท่านั้น ดี.ซีเนื่องจากในวงจร DC มีความต้านทานเพียงประเภทเดียวเท่านั้น - ความต้านทานแบบแอคทีฟ

ลักษณะกำลังของโหลดสำหรับกรณีกระแสสลับไม่สามารถระบุได้อย่างแม่นยำด้วยพารามิเตอร์ตัวเดียว เนื่องจากมีสองพารามิเตอร์ ประเภทต่างๆความต้านทาน - ใช้งานและปฏิกิริยา ดังนั้นมีเพียงสองพารามิเตอร์เท่านั้น: กำลังงานที่ใช้งานอยู่และกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟสามารถระบุลักษณะโหลดได้อย่างแม่นยำ

หลักการทำงานของความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟนั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิง ความต้านทานแบบแอคทีฟ - แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานประเภทอื่นอย่างถาวร (ความร้อน แสง ฯลฯ ) - ตัวอย่าง: หลอดไส้ เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า (ย่อหน้า 39 เกรดฟิสิกส์ 11 V.A. Kasyanov M.: Bustard, 2007)

รีแอกแตนซ์ - สะสมพลังงานสลับกันแล้วปล่อยกลับเข้าสู่เครือข่าย - ตัวอย่าง: ตัวเก็บประจุ, ตัวเหนี่ยวนำ (ย่อหน้า 40,41, ฟิสิกส์เกรด 11 V.A. Kasyanov M.: Bustard, 2007)

นอกจากนี้ในหนังสือเรียนเกี่ยวกับวิศวกรรมไฟฟ้า คุณสามารถอ่านได้ว่ากำลังงานแอกทีฟ (กระจายไปโดยความต้านทานเชิงแอคทีฟ) มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ และกำลังรีแอกทีฟ (หมุนเวียนผ่านรีแอกแตนซ์) วัดเป็น vars นอกจากนี้ยังใช้พารามิเตอร์อีกสองตัวเพื่อกำหนดลักษณะกำลังโหลด: พลังเต็มเปี่ยมและตัวประกอบกำลัง พารามิเตอร์ทั้ง 4 ประการนี้:

1. พลังที่ใช้งานอยู่: การกำหนด ป, หน่วยวัด: วัตต์
2. พลังงานปฏิกิริยา: การกำหนด ถาม, หน่วยวัด: วีเออาร์(ปฏิกิริยาโวลต์แอมแปร์)
3. อำนาจที่ปรากฏ: การกำหนด ส, หน่วยวัด: เวอร์จิเนีย(โวลต์แอมแปร์)
4. ตัวประกอบกำลัง: สัญลักษณ์ เคหรือ cosФ, หน่วยวัด: ปริมาณไร้มิติ

พารามิเตอร์เหล่านี้สัมพันธ์กันตามความสัมพันธ์: S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S

อีกด้วย cosФเรียกว่าตัวประกอบกำลัง ( เพาเวอร์แฟกเตอร์ – พีเอฟ)

ดังนั้นในวิศวกรรมไฟฟ้า พารามิเตอร์สองตัวใดตัวหนึ่งเหล่านี้จึงถูกกำหนดไว้เพื่อระบุลักษณะกำลัง เนื่องจากส่วนที่เหลือสามารถพบได้จากสองตัวนี้

ตัวอย่างเช่นมอเตอร์ไฟฟ้า, หลอดไฟ (คายประจุ) - ในนั้น ข้อมูลที่ระบุ P[kW] และ cosФ:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (เครื่องยนต์ AIR: ดูภาคผนวก)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (ไฟ DRL: ดูภาคผนวก)
(ตัวอย่างข้อมูลทางเทคนิค โหลดที่แตกต่างกันดูภาคผนวกด้านล่าง)

เช่นเดียวกับแหล่งจ่ายไฟ กำลังไฟฟ้า (ความจุในการโหลด) มีลักษณะเป็นพารามิเตอร์หนึ่งตัวสำหรับแหล่งจ่ายไฟ DC - กำลังงานที่ใช้งาน (W) และพารามิเตอร์สองตัวสำหรับแหล่งที่มา แหล่งจ่ายไฟ AC โดยทั่วไปแล้ว พารามิเตอร์ทั้งสองนี้คือกำลังปรากฏ (VA) และกำลังใช้งาน (W) ดูตัวอย่าง พารามิเตอร์ของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลและ UPS

สำนักงานส่วนใหญ่และ เครื่องใช้ในครัวเรือน, แอคทีฟ (ไม่มีรีแอกแตนซ์หรือน้อย) ดังนั้น กำลังของพวกมันจึงแสดงเป็นวัตต์ ในกรณีนี้ เมื่อคำนวณโหลด จะใช้ค่ากำลังไฟของ UPS เป็นวัตต์ หากโหลดเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีแหล่งจ่ายไฟ (PSU) ที่ไม่มีการแก้ไขตัวประกอบกำลังไฟฟ้าอินพุต (APFC) เครื่องพิมพ์เลเซอร์,ตู้เย็น,แอร์,มอเตอร์ไฟฟ้า(เช่น ปั๊มจุ่มหรือมอเตอร์เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องจักร) หลอดฟลูออเรสเซนต์บัลลาสต์ ฯลฯ - เอาท์พุตทั้งหมดใช้ในการคำนวณ ข้อมูล UPS: kVA, kW, คุณลักษณะโอเวอร์โหลด ฯลฯ

ดูหนังสือเรียนวิศวกรรมไฟฟ้า เช่น

1. เอฟโดคิมอฟ เอฟ.อี. รากฐานทางทฤษฎีวิศวกรรมไฟฟ้า - อ.: ศูนย์สำนักพิมพ์ "Academy", 2547.

2. Nemtsov M.V. วิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ - อ.: ศูนย์สำนักพิมพ์ "Academy", 2550.

3. Chastoedov L. A. วิศวกรรมไฟฟ้า. - ม.: มัธยมปลาย, 2532.

ดูเพิ่มเติมที่ไฟ AC, ตัวประกอบกำลัง, ความต้านทานไฟฟ้า, รีแอกแตนซ์ http://en.wikipedia.org
(แปล: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

แอปพลิเคชัน

ตัวอย่างที่ 1: กำลังของหม้อแปลงและหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติระบุเป็น VA (โวลต์แอมแปร์)

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

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียว
TDGC2-0.5 kVa, 2A		เอโอเอสเอ็น-2-220-82
TDGC2-1.0 kVa, 4A	ลาตร 1.25	เอโอเอสเอ็น-4-220-82
TDGC2-2.0 kVa, 8A	ลาตร 2.5	ASN-8-220-82
TDGC2-3.0 kVa, 12A
TDGC2-4.0 kVa, 16A
TDGC2-5.0 kVa, 20A		ASN-20-220
TDGC2-7.0 kVa, 28A
TDGC2-10 kVa, 40A		AOMN-40-220
TDGC2-15 kVa, 60A
TDGC2-20 kVa, 80A

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

ตัวอย่างที่ 2: กำลังของตัวเก็บประจุระบุเป็น Vars (ปฏิกิริยาโวลต์แอมแปร์)

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

http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (ตัวเก็บประจุของสหราชอาณาจักร)

ตัวอย่างที่ 3: ข้อมูลทางเทคนิคสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วยกำลังงาน (kW) และ cosF

สำหรับโหลด เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า หลอดไฟ (คายประจุ) แหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ โหลดรวม ฯลฯ - ข้อมูลทางเทคนิคระบุ P [kW] และ cosФ (กำลังงานและตัวประกอบกำลังที่ใช้งาน) หรือ S [kVA] และ cosФ (กำลังปรากฏและ ตัวประกอบกำลัง) กำลัง)

http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(โหลดรวม-เครื่อง การตัดพลาสม่าเครื่องตัดพลาสม่าเหล็ก / อินเวอร์เตอร์ LGK160 (IGBT)

http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (แหล่งจ่ายไฟพีซี)

ภาคผนวก 1

หากโหลดมีค่าตัวประกอบกำลังสูง (0.8 ... 1.0) คุณสมบัติของมันจะเข้าใกล้ค่าของโหลดตัวต้านทาน โหลดดังกล่าวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับทั้งสายเครือข่ายและแหล่งพลังงานเพราะว่า ไม่สร้างกระแสและกำลังปฏิกิริยาในระบบ

ดังนั้นหลายประเทศจึงได้นำมาตรฐานที่ควบคุมตัวประกอบกำลังของอุปกรณ์มาใช้

ภาคผนวก 2

อุปกรณ์โหลดเดี่ยว (เช่น PSU PC) และส่วนประกอบหลายชิ้นรวมกัน (เช่น เครื่องกัด เครื่องจักรอุตสาหกรรมซึ่งมีมอเตอร์หลายตัว พีซี ไฟส่องสว่าง ฯลฯ) มีตัวประกอบกำลังไฟฟ้าต่ำ (น้อยกว่า 0.8) ของยูนิตภายใน (เช่น วงจรเรียงกระแสแหล่งจ่ายไฟของพีซี หรือมอเตอร์ไฟฟ้า มีตัวประกอบกำลัง 0.6 .. 0.8) ดังนั้นในปัจจุบันอุปกรณ์ส่วนใหญ่จึงมีหน่วยอินพุตการแก้ไขตัวประกอบกำลัง ในกรณีนี้ตัวประกอบกำลังอินพุตคือ 0.9 ... 1.0 ซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐานการควบคุม

ภาคผนวก 3: หมายเหตุสำคัญเกี่ยวกับตัวประกอบกำลังของ UPS และตัวปรับแรงดันไฟฟ้า

ความสามารถในการรับน้ำหนักของ UPS และชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลได้รับการปรับให้เป็นมาตรฐานตามภาระทางอุตสาหกรรมมาตรฐาน (ตัวประกอบกำลัง 0.8 ที่มีลักษณะอุปนัย) เช่น UPS 100 kVA / 80 kW. ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์สามารถจ่ายไฟให้กับโหลดตัวต้านทานได้ กำลังสูงสุด 80 kW หรือโหลดแบบผสม (รีแอกทีฟ-รีแอกทีฟ) ของกำลังสูงสุด 100 kVA โดยมีตัวประกอบกำลังแบบเหนี่ยวนำ 0.8

ด้วยตัวปรับแรงดันไฟฟ้าสถานการณ์จะแตกต่างออกไป สำหรับโคลงปัจจัยกำลังโหลดไม่แยแส ตัวอย่างเช่น เครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้า 100 kVA ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์สามารถจ่ายโหลดแบบแอ็คทีฟที่มีกำลังสูงสุด 100 kW หรือกำลังอื่นๆ (แบบแอ็กทีฟล้วนๆ, แบบรีแอกทีฟล้วนๆ, แบบผสม) ที่ 100 kVA หรือ 100 kVAr พร้อมตัวประกอบกำลังใดๆ ที่มีลักษณะเป็นตัวเก็บประจุหรืออุปนัย โปรดทราบว่าสิ่งนี้ใช้ได้กับโหลดเชิงเส้น (ไม่มีกระแสฮาร์มอนิกสูงกว่า) ด้วยการบิดเบือนฮาร์มอนิกขนาดใหญ่ของกระแสโหลด (SOI สูง) กำลังขับของโคลงจะลดลง

ภาคผนวก 4

ตัวอย่างที่แสดงให้เห็นโหลดแบบแอคทีฟบริสุทธิ์และโหลดรีแอกทีฟบริสุทธิ์:

• หลอดไส้ 100 W เชื่อมต่อกับเครือข่ายกระแสสลับ 220 VAC - ทุกที่ในวงจรมีกระแสการนำ (ผ่านตัวนำลวดและไส้หลอดทังสเตน) คุณลักษณะโหลด (หลอดไฟ): กำลังไฟ S=P~=100 VA=100 W, PF=1 => กำลังไฟฟ้าทั้งหมดทำงานอยู่ ซึ่งหมายความว่าจะถูกดูดซับไว้ในหลอดไฟอย่างสมบูรณ์ และแปลงเป็นพลังงานความร้อนและแสงสว่าง
• ตัวเก็บประจุไม่มีขั้วขนาด 7 µF เชื่อมต่อกับเครือข่ายกระแสสลับ 220 VAC - มีกระแสการนำในวงจรสายไฟ และกระแสไบแอสไหลภายในตัวเก็บประจุ (ผ่านอิเล็กทริก) ลักษณะของโหลด (ตัวเก็บประจุ): กำลังไฟ S=Q~=100 VA=100 VAr, PF=0 => กำลังไฟฟ้าทั้งหมดเป็นปฏิกิริยา ซึ่งหมายความว่าพลังงานจะหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องจากแหล่งกำเนิดไปยังโหลด และย้อนกลับไปยังโหลดอีกครั้ง ฯลฯ

ภาคผนวก 5

เพื่อระบุค่ารีแอกแตนซ์เด่น (อุปนัยหรือคาปาซิทีฟ) ตัวประกอบกำลังถูกกำหนดให้เป็นเครื่องหมาย:

+ (บวก)– หากค่ารีแอกแตนซ์ทั้งหมดเป็นแบบอุปนัย (ตัวอย่าง: PF=+0.5) เฟสปัจจุบันจะล่าช้ากว่าเฟสแรงดันไฟฟ้าเป็นมุม Ф

- (ลบ)– หากรีแอกแตนซ์ทั้งหมดเป็นความจุ (ตัวอย่าง: PF=-0.5) เฟสปัจจุบันจะเลื่อนเฟสแรงดันไฟฟ้าไปทีละมุม F

ภาคผนวก 6

คำถามเพิ่มเติม

คำถามที่ 1:
เหตุใดตำราเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าทุกเล่มเมื่อคำนวณวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจึงใช้ตัวเลข/ปริมาณจินตภาพ (เช่น กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ รีแอกแตนซ์ ฯลฯ) ที่ไม่มีอยู่จริง

คำตอบ:
ใช่ ปริมาณทั้งหมดในโลกโดยรอบเป็นปริมาณจริง รวมถึงอุณหภูมิ รีแอกแตนซ์ ฯลฯ การใช้จำนวนจินตภาพ (เชิงซ้อน) เป็นเพียงเทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการคำนวณ ผลลัพธ์ของการคำนวณคือจำนวนจริงที่จำเป็น ตัวอย่าง: กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของโหลด (ตัวเก็บประจุ) 20 kVAr คือการไหลของพลังงานจริง ซึ่งก็คือวัตต์จริงที่หมุนเวียนในวงจรโหลดแหล่งที่มา แต่เพื่อที่จะแยกแยะวัตต์เหล่านี้ออกจากวัตต์ที่โหลดดูดซับอย่างไม่อาจแก้ไขได้ พวกเขาจึงตัดสินใจเรียกโวลต์แอมแปร์ที่เกิดปฏิกิริยา "วัตต์หมุนเวียน" เหล่านี้

ความคิดเห็น:
ก่อนหน้านี้ฟิสิกส์ใช้ปริมาณเพียงปริมาณเดียว และเมื่อคำนวณ ปริมาณทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดจะสอดคล้องกับปริมาณจริงของโลกโดยรอบ เช่น ระยะทางเท่ากับความเร็วคูณเวลา (S=v*t) จากนั้นด้วยการพัฒนาทางฟิสิกส์นั่นคือเมื่อมีการศึกษาวัตถุที่ซับซ้อนมากขึ้น (แสง, คลื่น, กระแสไฟฟ้าสลับ, อะตอม, อวกาศ ฯลฯ ) สิ่งนั้นก็ปรากฏขึ้น จำนวนมากปริมาณทางกายภาพจนไม่สามารถคำนวณแยกกันได้ นี่ไม่ได้เป็นเพียงปัญหาของการคำนวณด้วยตนเอง แต่ยังเป็นปัญหาในการคอมไพล์โปรแกรมคอมพิวเตอร์ด้วย เพื่อแก้ปัญหานี้ ปริมาณเดี่ยวที่ปิดจึงเริ่มนำมารวมกันเป็นปริมาณที่ซับซ้อนมากขึ้น (รวมถึงปริมาณเดี่ยวตั้งแต่ 2 ชิ้นขึ้นไป) ขึ้นอยู่กับกฎการเปลี่ยนแปลงที่ทราบกันในวิชาคณิตศาสตร์ นี่คือลักษณะที่ปริมาณสเกลาร์ (เดี่ยว) (อุณหภูมิ ฯลฯ) เวกเตอร์และคู่เชิงซ้อน (อิมพีแดนซ์ ฯลฯ) เวกเตอร์สามเท่า (เวกเตอร์) ปรากฏขึ้น สนามแม่เหล็กฯลฯ) และปริมาณที่ซับซ้อนมากขึ้น - เมทริกซ์และเทนเซอร์ (เทนเซอร์คงที่ไดอิเล็กทริก, ริชชี่เทนเซอร์ ฯลฯ ) เพื่อให้การคำนวณทางวิศวกรรมไฟฟ้าง่ายขึ้น จะใช้ปริมาณคู่จินตภาพ (เชิงซ้อน) ต่อไปนี้:

1. ความต้านทานรวม (อิมพีแดนซ์) Z=R+iX
2. กำลังปรากฏ S=P+iQ
3. ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก e=e"+ie"
4. การซึมผ่านของแม่เหล็ก m=m"+im"
5. ฯลฯ

คำถามที่ 2:

หน้า http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power แสดง S P Q Ф บนเชิงซ้อน นั่นคือ ระนาบจินตภาพ/ไม่มีอยู่จริง ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับความเป็นจริงอย่างไร?

คำตอบ:
เป็นการยากที่จะคำนวณด้วยไซนัสอยด์จริง ดังนั้นเพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ให้ใช้การแสดงเวกเตอร์ (เชิงซ้อน) ดังในรูป สูงกว่า แต่ไม่ได้หมายความว่า S P Q ที่แสดงในภาพไม่เกี่ยวข้องกับความเป็นจริง สามารถนำเสนอมูลค่าที่แท้จริงของ S P Q ได้ ในรูปแบบปกติอิงจากการวัดสัญญาณไซน์ซอยด์ด้วยออสซิลโลสโคป ค่าของ S P Q Ф I U ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ "โหลดแหล่งที่มา" ขึ้นอยู่กับโหลด ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างของสัญญาณไซน์จริง S P Q และ Ф สำหรับกรณีของโหลดที่ประกอบด้วยความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟ (อุปนัย) ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม

คำถามที่ 3:
สามัญ ที่หนีบปัจจุบันและมัลติมิเตอร์วัดกระแสโหลด 10 A และแรงดันไฟฟ้าบนโหลดคือ 225 V คูณและรับกำลังโหลดเป็น W: 10 A · 225V = 2250 W

คำตอบ:
คุณได้รับ (คำนวณ) กำลังโหลดรวม 2250 VA ดังนั้นคำตอบของคุณจะใช้ได้ก็ต่อเมื่อโหลดของคุณเป็นแบบต้านทานล้วนๆ แล้วก็คือโวลต์แอมแปร์ เท่ากับวัตต์- สำหรับโหลดประเภทอื่นทั้งหมด (เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า) - หมายเลข หากต้องการวัดคุณลักษณะทั้งหมดของโหลดที่กำหนดเอง คุณต้องใช้ตัววิเคราะห์เครือข่าย เช่น APPA137:

ดูการอ่านเพิ่มเติมเช่น:

Evdokimov F. E. รากฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมไฟฟ้า - อ.: ศูนย์สำนักพิมพ์ "Academy", 2547.

Nemtsov M.V. วิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ - อ.: ศูนย์สำนักพิมพ์ "Academy", 2550.

Chastoedov L. A. วิศวกรรมไฟฟ้า - ม.: มัธยมปลาย, 2532.

ไฟ AC, ตัวประกอบกำลัง, ความต้านทานไฟฟ้า, รีแอกแตนซ์
http://en.wikipedia.org (แปล: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

ทฤษฎีและการคำนวณหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังต่ำ Yu.N. Starodubtsev / RadioSoft Moscow 2005 / rev d25d5r4feb2013

หัวข้อนี้มีชื่อว่า: กำลังไฟฟ้า- พลังงานกระแสไฟฟ้า. ฉันต้องการที่จะเปิดเผยในนั้น แนวคิดนี้ในรูปแบบที่เรียบง่ายและเข้าใจได้ และบางที ก่อนที่จะพูดถึงพลังงานไฟฟ้า เราควรนิยามแนวคิดเรื่องพลังงานในความหมายทั่วไปก่อน โดยทั่วไปแล้ว เมื่อผู้คนพูดถึงพลังงาน พวกเขาหมายถึง "แรง" บางอย่างที่วัตถุ (มอเตอร์ไฟฟ้ากำลังสูง) หรือการกระทำ (การระเบิดที่รุนแรง) มี แต่อย่างที่เรารู้จากฟิสิกส์ของโรงเรียน พลังและพลังเป็นอย่างนั้น แนวคิดที่แตกต่างกันแต่พวกเขาก็มีที่พึ่ง

ในขั้นต้น กำลัง (N) เป็นคุณลักษณะที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์บางอย่าง (การกระทำ) และหากเชื่อมโยงกับวัตถุใดวัตถุหนึ่ง แนวคิดเรื่องพลังงานก็มีความสัมพันธ์ตามเงื่อนไขเช่นกัน ใดๆ การกระทำทางกายภาพบ่งบอกถึงอิทธิพลของพลัง แรง (F) ที่ใช้ในเส้นทางที่กำหนด (S) จะเท่ากับงานที่ทำ (A) งานที่ทำเพื่อ เวลาที่แน่นอน(t) และจะเท่ากับกำลัง

พลังคือ ปริมาณทางกายภาพซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของงานที่สมบูรณ์แบบที่ทำในช่วงเวลาหนึ่งต่อช่วงเวลาเดียวกัน เนื่องจากงานเป็นตัววัดการเปลี่ยนแปลงพลังงาน เราจึงสามารถพูดได้ดังนี้: กำลังคืออัตราการแปลงพลังงานของระบบ

ทำความเข้าใจกับแนวคิด พลังกลมาดูการพิจารณาพลังงานไฟฟ้ากันต่อ (พลังงานกระแสไฟฟ้า) ดังที่คุณควรทราบ U คืองานที่ทำเมื่อเคลื่อนที่หนึ่งคูลอมบ์ และกระแส I คือจำนวนคูลอมบ์ที่ผ่านไปใน 1 วินาที ดังนั้นผลคูณของกระแสและแรงดันจึงแสดง งานเต็มเวลาดำเนินการใน 1 วินาที คือ พลังงานไฟฟ้า หรือ พลังงานกระแสไฟฟ้า

จากการวิเคราะห์สูตรข้างต้นเราสามารถสรุปได้ง่ายมาก: เนื่องจากพลังงานไฟฟ้า "P" ขึ้นอยู่กับกระแส "I" และแรงดันไฟฟ้า "U" เท่า ๆ กันดังนั้นจึงสามารถรับพลังงานไฟฟ้าเดียวกันได้ด้วย กระแสสูงและกระแสต่ำ หรือในทางกลับกัน ที่แรงดันสูงและกระแสต่ำ (ใช้เมื่อส่งไฟฟ้าในระยะทางไกลจากโรงไฟฟ้าไปยังแหล่งบริโภค โดยการแปลงหม้อแปลงไฟฟ้าที่สถานีไฟฟ้าย่อยแบบขั้นบันไดและขั้นลง) .

พลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ (นี่คือพลังงานที่ถูกแปลงเป็นพลังงานประเภทอื่นอย่างถาวร - ความร้อน แสง เครื่องกล ฯลฯ ) มีหน่วยการวัดของตัวเอง - W (วัตต์) มีค่าเท่ากับ 1 โวลต์ คูณ 1 แอมแปร์ ในชีวิตประจำวันและในการผลิต จะสะดวกกว่าในการวัดกำลังเป็นกิโลวัตต์ (กิโลวัตต์ 1 กิโลวัตต์ = 1,000 วัตต์) ที่โรงไฟฟ้า จะใช้หน่วยที่ใหญ่กว่า - mW (เมกะวัตต์, 1 mW = 1,000 kW = 1,000,000 W)

กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟคือปริมาณที่แสดงลักษณะของโหลดไฟฟ้าประเภทนี้ที่สร้างขึ้นในอุปกรณ์ (อุปกรณ์ไฟฟ้า) โดยความผันผวนของพลังงาน (อุปนัยและตัวเก็บประจุ) ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สำหรับไฟฟ้ากระแสสลับแบบธรรมดา จะเท่ากับผลคูณของกระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน I และแรงดันตกคร่อม U ด้วยไซน์ของมุมเฟสระหว่างสิ่งเหล่านั้น: Q = U*I*sin(มุม) กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟมีหน่วยวัดของตัวเองที่เรียกว่า VAR (ปฏิกิริยาโวลต์-แอมแปร์) เขียนแทนด้วยตัวอักษร "Q"

ในภาษาง่ายๆ พลังงานไฟฟ้าแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟสามารถแสดงได้โดยใช้ตัวอย่างดังนี้ เรามีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีองค์ประกอบความร้อนและมอเตอร์ไฟฟ้า องค์ประกอบความร้อนมักทำจากวัสดุที่มีความต้านทานสูง เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเกลียวองค์ประกอบความร้อน พลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนเป็นความร้อนอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างนี้เป็นเรื่องปกติของพลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่

มอเตอร์ไฟฟ้าของอุปกรณ์นี้มีขดลวดทองแดงอยู่ข้างใน มันแสดงถึงความเหนี่ยวนำ และดังที่เราทราบ การเหนี่ยวนำมีผลของการเหนี่ยวนำตัวเอง และสิ่งนี้มีส่วนช่วยในการส่งกระแสไฟฟ้ากลับคืนสู่เครือข่ายบางส่วน พลังงานนี้มีการชดเชยค่ากระแสและแรงดันซึ่งทำให้เกิด อิทธิพลเชิงลบไปยังโครงข่ายไฟฟ้า (โอเวอร์โหลดเพิ่มเติม)

ความจุ (capacitors) ก็มีความสามารถคล้ายกัน สามารถสะสมประจุแล้วปล่อยกลับได้ ความแตกต่างระหว่างความจุและการเหนี่ยวนำอยู่ที่การกระจัดตรงข้ามของค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าที่สัมพันธ์กัน พลังงานของความจุไฟฟ้าและการเหนี่ยวนำ (การเปลี่ยนเฟสสัมพันธ์กับค่าของเครือข่ายจ่ายไฟ) ที่จริงแล้วจะเป็นพลังงานไฟฟ้าที่เกิดปฏิกิริยา

รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติ พลังงานปฏิกิริยาเราจะพูดคุยในบทความที่เกี่ยวข้องและในตอนท้ายของหัวข้อนี้ฉันอยากจะพูดเกี่ยวกับอิทธิพลร่วมกันของการเหนี่ยวนำและความจุ เนื่องจากทั้งตัวเหนี่ยวนำและความจุมีความสามารถในการเปลี่ยนเฟส แต่แต่ละตัวทำสิ่งนี้โดยให้ผลตรงกันข้าม คุณสมบัตินี้จึงถูกใช้เพื่อชดเชยพลังงานปฏิกิริยา (เพิ่มประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟ)

ป.ล. เมื่อพูดถึงพลังงานไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้า เราต้องจำไว้ว่ามันถูกจำกัดด้วยค่าปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและสูงสุด และข้อจำกัดเหล่านี้ขึ้นอยู่กับวัสดุ ความถี่ในการทำงาน เทคโนโลยีการผลิต และปัจจัยอื่น ๆ อยู่แล้ว