Разлік магутнасці ў электрычных ланцугах

Любы электрапрыбор характарызуецца некалькімі асноўнымі параметрамі, сярод якіх намінальнае напружанне, ток і магутнасць. Часам у тэхнічным пашпарце паказваюцца толькі магутнасць і напружанне, ток у гэтым выпадку лёгка знайсці, скарыстаўшыся знакамітымі формуламі Ома (зразумела, з шэрагам агаворак - напрыклад, павінен быць вядомы cos). Дакладна таксама адваротнае: ведаючы ток і напружанне, можна выканаць разлік магутнасці. У глабальнай Сеткі ёсць шмат матэрыялаў па гэтай тэме, але большая іх частка разлічана на спецыялістаў.

Давайце разгледзім, што разумеюць пад тэрмінам «электрычная магутнасць», якія існуюць яе разнавіднасці і як можна зрабіць разлік магутнасці. Фізічны сэнс магутнасці паказвае, наколькі хутка ва ўсталёўцы (прыборы) адбываецца пераўтварэнне электраэнергіі ў той ці іншы выгляд карыснай працы. Вось так усё проста! Для неэлектрычная ж прылад цалкам дапушчальна выкарыстоўваць тэрмін «прадукцыйнасць».

У электратэхніцы прынята падзел, згодна з якім існуе актыўная і рэактыўная магутнасць. Першая непасрэдна пераўтворыцца ў карысную працу, таму лічыцца асноўнай. Адзінкай вымярэння служыць Ват і вытворныя - Кілават, Мегават і пр. На бытавых электрапрыборах паказваецца менавіта яна. Хоць гэта зусім не азначае, што рэактыўнай складнікам няма. У сваю чаргу другая - непажаданая, бо ў выкананні працы не ўдзельнічае, а марнуецца на розныя віды страт. Вымяраецца ў «вар» (вольт-ампер рэактыўны) і вытворных - кілавольт-ампер рэактыўны і г.д. Сума актыўнай і рэактыўнай складнікаў фармуюць поўную магутнасць (вольт-ампер, ВА).

Яскравы прыклад спажыўца з чыстай актыўнай нагрузкай - электрычны ТЭН. Пры праходжанні па ім электрычнага току генеруецца цёпла, прычым у прамой залежнасці. Сапраўды гэтак жа дзейнічае спажывец рэактыўнай энергіі - класічны трансфарматар. Пры яго працы ў вітках абмоткі ствараецца магнітнае поле, якое само па сабе не трэба (выкарыстоўваецца ўласцівасць электрамагнітнай індукцыі). Магнитопровод намагнічваецца, адбываюцца страты. Іншымі словамі:

Q = U * I * sin Fi,

дзе sin Fi - сінус кута паміж вектарамі току і напружання. Яго знак залежыць ад характару нагрузкі (ёмістная або індуктыўная).

Разлік магутнасці пачынаюць з вызначэння роду току: пастаянны або пераменны, так як формулы не з'яўляюцца ўніверсальнымі.

У першым выпадку выкарыстоўваецца следства з класічнага закона Ома. Магутнасць P з'яўляецца творам току I на напружанне U:

P = I * U (Вт = А * У).

Пры ланцуга з крыніцай харчавання ўлічваецца напрамак ЭРС: гэта трэба для разліку супраціву самога крыніцы. Так, генератар або батарэя, у якіх ток цячэ ад «-» да «+», выдаючы энергію ў нагрузку ланцуга, аддае магутнасць. Калі ж працягу току процілегла прыкладзенаму патэнцыялу (зарадка акумулятарнай батарэі), то мае месца паглынанне магутнасці крыніцай ЭРС.

Формула разліку магутнасці для пераменнага току (аднафазная ланцуг) ўлічвае каэфіцыент - «косінус фі». Ён уяўляе сабой стаўленне актыўнай складнікам магутнасці да поўнай. Відавочна, што ў выпадку з Тэном косінус будзе раўняцца 1 (ідэальны варыянт), так як рэактыўнай складнікам няма. Інакш для зніжэння страт на баку генератара ўжываюць розныя кампенсатары ці іншыя тэхнічныя рашэнні.

Такім чынам:

P = U * I * cos Fi.

Разлік магутнасці ў трохфазных ланцугах выконваецца для кожнай фазы, а атрыманыя значэнні затым падсумоўваюцца. Для пераменнага току поўная магутнасць разлічваецца як квадратны корань з сумы квадратаў актыўнай і рэактыўнай складнікаў. Для генерыруючых прылад (падстанцыі) больш важна ведаць менавіта поўную магутнасць, так як на аснове гэтага падбіраюцца ўсе астатнія элементы наступных ланцугоў. Відавочна, што ў большасці выпадкаў нельга загадзя даведацца характар нагрузкі.