Потужність електричного струму — фізична величина, що визначає швидкість передавання або перетворення електричної енергії. Одиницею вимірювання потужності в SI є ват (Вт, W).
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHpMek0yTDFSM2IxOTBjbUZ1YzIxcGMzTnBiMjVmZEc5M1pYSnpMbXB3Wnk4eU1qQndlQzFVZDI5ZmRISmhibk50YVhOemFXOXVYM1J2ZDJWeWN5NXFjR2M9LmpwZw==.jpg)
Потужність електричного струму
Миттєвою потужністю, називається добуток миттєвих значень напруги та сили струму на будь-якій ділянці електричного кола.
За визначенням, електрична напруга — це відношення роботи, яку Електричне поле виконує при перенесенні пробного електричного заряду з точки A у точку B, до величини пробного заряду. Тобто, можна сказати, що електрична напруга дорівнює роботі з перенесення одиничного заряду з точки А до точки B. Іншими словами, при русі одиничного заряду ділянкою електричного кола він виконує роботу, що чисельно дорівнює електричній напрузі на даній ділянці кола. Робота, яку виконують ці заряди при русі від початку ділянки кола до його кінця, дорівнює роботі всіх одиничних зарядів.
Потужність, за визначенням, — це робота за одиницю часу. Введемо позначення: U — напруга на ділянці AB (приймаємо її постійною на інтервалі Δ t), Q — кількість зарядів, що пройшли від А до B за час Δ t. А — робота, виконана зарядом Q під час руху ділянкою A-B, P — потужність. Записуємо вищенаведені міркування й отримуємо:
Для одиничного заряду на ділянці AB:
Для всіх зарядів:
Оскільки струм це кількість зарядів за одиницю часу, тобто за визначенням, у результаті отримуємо:
Вважаючи час нескінченно малим, можна прийняти, що величини напруги та струму за цей час, теж зміняться нескінченно мало. У підсумку, отримуємо наступне визначення миттєвої електричної потужності: миттєва потужність електричного струму p (t), що виділяється на ділянці електричного кола, є добуток миттєвих значень напруги u (t) і сили струму i (t) на цій ділянці:
Якщо ділянка кола містить резистор з електричним опором R, то
Диференціальні вирази для електричної потужності
Потужність, що виділяється в одиниці об'єму, дорівнює:
У лінійному ізотропному наближенні:
У лінійному анізотропному наближенні (наприклад, у монокристалі або рідкому кристалі, а також при наявності ефекту Холла):
Потужність постійного струму
Оскільки значення сили струму і напруги постійні, та дорівнюють миттєвим значенням у будь-яку мить часу, то
потужність можна обчислити за формулою:
Для пасивного лінійного кола, у якому виконується закон Ома, можна записати:
Якщо коло містить джерело ЕРС, то потужність електричного струму, що віддається ним або поглинається на ньому, дорівнює:
Якщо струм усередині джерела живлення, направлено проти градієнта потенціалу (тече всередині джерела від плюса
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODNMemMzTDBWc1pXTjBjbWxqWDNCdmQyVnlYM052ZFhKalpWOWhibWx0WVhScGIyNWZNaTVuYVdZdk1UQXdjSGd0Uld4bFkzUnlhV05mY0c5M1pYSmZjMjkxY21ObFgyRnVhVzFoZEdsdmJsOHlMbWRwWmc9PS5naWY=.gif)
до мінуса), то потужність поглинається джерелом ЕРС з мережі (наприклад, під час роботи електродвигуна або зарядки акумулятора), якщо струм співнаправлений (тече всередині джерела живлення від мінуса до плюса), то потужність віддається джерелом у мережу (скажімо, за роботи гальванічної батареї або генератора). Під час обліку внутрішнього опору джерела ЕРС, потужність, що виділяється на ньому () додається до потужності, що поглинається, або віднімається від потужності, що віддається.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODFMelU1TDBWc1pXTjBjbWxqWDJ4dllXUmZZVzVwYldGMGFXOXVYekl1WjJsbUx6azFjSGd0Uld4bFkzUnlhV05mYkc5aFpGOWhibWx0WVhScGIyNWZNaTVuYVdZPS5naWY=.gif)
Потужність змінного струму
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWlMMkpsTDFCdmQyVnlYMVJ5YVdGdVoyeGxYekF4TG5OMlp5OHlPREJ3ZUMxUWIzZGxjbDlVY21saGJtZHNaVjh3TVM1emRtY3VjRzVuLnBuZw==.png)
У змінному електричному полі, формула для потужності постійного струму, виявляється непридатною. На практиці, найбільше значення має розрахунок потужності у колах змінної синусоїдальної напруги та струму.
Для того, щоби зв'язати поняття повної, активної, реактивної потужностей і коефіцієнту потужності, зручно звернутися до теорії комплексних чисел. Можна вважати, що потужність у колі змінного струму, виражається комплексним числом таким чином, що активна потужність є його дійсною частиною, реактивна потужність — уявною частиною, повна потужність — модулем, а кут φ (зсув фаз) — аргументом. Для такої моделі виявляються справедливими всі виписані нижче співвідношення.
Активна потужність
Одиниця вимірювання — ват (W, Вт).
Середнє за період T значення миттєвої потужності називається активною потужністю: У колах однофазного синусоїдального струму
де U і I — , φ — кут зсуву фаз між ними. Для кіл несинусоїдного струму, потужність електричного струму, дорівнює сумі відповідних середніх потужностей окремих гармонік. Активна потужність, характеризує швидкість незворотного перетворення електричної енергії в інші види енергії (теплову і електромагнітну). Активну потужність може бути також виражено через силу струму, напругу й активну складову опору кола r або її провідність g за формулою
У будь-якому електричному колі, як синусоїдного, так і несинусоїдного струму, активна потужність всього кола, дорівнює сумі активних потужностей окремих частин кола; для трифазних кіл, потужність електричного струму визначається як сума потужностей окремих фаз. З повною потужністю S, активна, пов'язана співвідношенням
У теорії довгих ліній (аналіз електромагнітних процесів у лінії передачі, довжина якої порівнянна з довжиною електромагнітної хвилі), повним аналогом активної потужності є транзитна потужність, яка визначається як різниця між потужністю, що передається далі, та потужністю, відбитою назад.
Реактивна потужність
Одиниця вимірювання — вольт-ампер реактивний (var, вар)
Реактивна потужність — величина, що характеризує навантаження, що створюють в електротехнічних пристроях, коливання енергії електромагнітного поля у колі синусоїдного змінного струму, дорівнює добутку середньоквадратичних значень напруги U та струму I, помноженому на синус кута зміщення фаз φ між ними: (якщо струм відстає від напруги, зсув фаз вважається позитивним, якщо випереджає — негативним). Реактивну потужність пов'язано з повною потужністю S і активною потужністю Р, співвідношенням:
.
Фізичний сенс реактивної потужності — це енергія, що передається від джерела на реактивні елементи приймача (індуктивності, конденсатори, обмотки двигунів), а потім повертається цими елементами назад до джерела, протягом одного періоду коливань, віднесена до цього періоду.
Необхідно відзначити, що величина sin φ для значень φ від 0 до плюс 90 ° є позитивною величиною. Величина sin φ для значень φ від 0 до −90 ° є від'ємною величиною. Згідно з формулою Q = UI sin φ, реактивна потужність може бути як позитивною величиною (якщо навантаження має активно-індуктивний характер), так і від'ємною (якщо навантаження має активно-ємнісний характер). Така обставина підкреслює той факт, що реактивна потужність не бере участь у роботі електричного струму. Коли пристрій має позитивну реактивну потужність, то прийнято говорити, що він її споживає, а коли негативну — то виробляє. Але це чиста умовність, пов'язана з тим, що більшість пристроїв, які споживають електрику (наприклад, асинхронні двигуни), а також винятково активне навантаження, що під'єднується через трансформатор, є активно-індуктивними.
Синхронні генератори, встановлені на електричних станціях, можуть як виробляти, так і споживати реактивну потужність, залежно від величини струму збудження, що протікає в обмотці ротора генератора. Завдяки цій особливості синхронних електричних машин, здійснюється регулювання заданого рівня напруги мережі. Для усунення перевантажень і підвищення коефіцієнта потужності електричних установок, здійснюється компенсація реактивної потужності.
Застосування сучасних електричних вимірювальних перетворювачів на мікропроцесорній техніці, дозволяє виробляти точнішу оцінку величини енергії, що повертається від індуктивного та ємнісного навантаження до джерела змінної напруги.
Вимірювальні перетворювачі реактивної потужності, що використовують формулу Q = UI sin φ, простіші і значно дешевші вимірювальних перетворювачів на мікропроцесорній техніці.
Повна потужність
Одиниця повної електричної потужності — вольт-ампер (V · A, В · А)
Повна потужність — величина, що дорівнює добутку дійсних значень періодичного електричного струму I у колі і напруги U на її затисках:S = U · I; пов'язана з активною і реактивною потужностями співвідношенням: де Р — активна потужність, Q — реактивна потужність (при індуктивному навантаженні Q> 0, а при ємнісний Q' '<0).
Векторна залежність між повною, активною і реактивною потужностями, виражається формулою:
Повна потужність, має практичне значення, як величина, що описує навантаження, котрі фактично накладаються споживачем на елементи підвідної електромережі (дроти, кабелі, розподільні щити, трансформатори, лінії електропередачі), оскільки ці навантаження залежать від споживаного струму, а не від фактично використаної споживачем енергії. Саме тому номінальна потужність трансформаторів і розподільних щитів вимірюється у вольт-амперах, а не у ватах.
Комплексна потужність
Потужність, аналогічно імпедансу, можна записати у комплексному вигляді:
де
— комплексна напруга,
— комплексний струм,
— імпеданс, * — оператор комплексного спряження.
Модуль комплексної потужності дорівнює повній потужності S. Дійсна частина
дорівнює активній потужності Р, а уявна
— реактивної потужності Q з коректним знаком, залежно від характеру навантаження.
Неактивна потужність
Неактивна потужність (пасивна потужність) — це потужність нелінійних спотворень струму, вона дорівнює кореню квадратному з різниці квадратів повної та активної потужностей у колі змінного струму. У колі з синусоїдною напругою, неактивна потужність дорівнює кореню квадратному із суми квадратів реактивної потужності та потужностей вищих гармонік струму. За відсутності вищих гармонік, неактивна потужність дорівнює модулю реактивної потужності.
Під потужністю гармоніки струму, розуміється добуток дійсного значення сили струму даної гармоніки, на дійсне значення напруги.
Наявність нелінійних спотворень струму у колі, означає порушення пропорційності між миттєвими значеннями напруги й сили струму, викликане нелінійністю навантаження, наприклад коли навантаження має реактивний або імпульсний характер. У разі лінійного навантаження, сила струму у колі, пропорційна миттєвому значенню, вся споживана потужність є активною. За нелінійного навантаження, збільшується удавана (повна) потужність у колі за рахунок потужності нелінійних спотворень струму, яка не бере участі у здійсненні роботи. Потужність нелінійних спотворень не є активною і включає у себе як реактивну потужність, так і потужність інших спотворень струму. Ця фізична величина, має розмірність потужності, оскільки, як одиницю вимірювання неактивної потужності, можна використовувати В ∙ А (вольт-ампер) або вар (вольт-ампер реактивний). Вт (ват) використовувати небажано, щоби неактивну потужність не сплутати з активною.
Зв'язок неактивної, активної і повної потужностей
Величину неактивної потужності позначимо N. Через i позначимо вектор струму, через u — вектор напруги. Літерами I і U будемо позначати відповідні дійсні значення:
Уявімо вектор струму i, у вигляді суми двох ортогональних складових i a і i p , які назвемо відповідно активною і пасивною. Оскільки у здійсненні роботи, бере участь лише складова струму, що колінеарна напрузі, вимагатимемо, щоб активна складова була колінеарна напрузі, тобто i a = λ u, де λ — деяка константа, а пасивна — ортогональна, тобто Маємо
Запишемо вираз для активної потужності P, скалярно помноживши останню рівність на u:
Звідси знаходимо
Вираз для величини неактивної потужності має вигляд де S = U I — повна потужність.
Для повної потужності кола справедливе уявлення, яке аналогічне виразу для кола з гармонійними струмом і напругою, тільки замість реактивної потужності використовується неактивна потужність:
Таким чином, поняття неактивної потужності, є одним зі способів, узагальнення поняття реактивної потужності для випадку несинусоїдних струму та напруги. Неактивна потужність іноді, називається реактивною потужністю за Фрізе.
Вимірювання
- Для вимірювання електричної потужності застосовуються ватметри і варметри; можна також використовувати непрямий метод, за допомогою вольтметра й амперметра.
- Для вимірювання коефіцієнта реактивної потужності, застосовують фазометри
- Державний еталон — ГЕТ 153-86 Державний спеціальний еталон одиниці електричної потужності у діапазоні частот 40-2500 Гц.
Потужність деяких електричних приладів
У таблиці вказані значення потужності деяких споживачів електричного струму:
Електричний прилад | Потужність, Вт |
---|---|
Лампочка ліхтарика | 1 |
Лампа люмінесцентна побутова | 5 … 30 |
Лампа розжарювання побутова | 25 … 150 |
Холодильник побутовий | 15 … 200 |
Електропилосос | 100 … 1800 |
Електрична праска | 300 … 2200 |
Пральна машина | 350 … 2000 |
Електрична плитка | 1000 … 2000 |
Зварювальний апарат побутовий | 1000 … 5500 |
Двигун трамвая | 45 000 … 50 000 |
Двигун електровоза | 650 000 |
Електродвигуни прокатного стану | 6 000 000 … 9 000 000 |
Більшість побутових приладів розраховані на напругу 220 В, але на різну силу струму. Тому потужність споживачів електроенергії різна.
Посилання
- Активна потужність [ 23 вересня 2020 у Wayback Machine.] // ВУЕ
- Перетворення енергії в електричному колі [ 23 квітня 2012 у Wayback Machine.]
- Для чого потрібна компенсація реактивної потужності [ 20 листопада 2012 у Wayback Machine.]
- Вимірювання енергоспоживання комп'ютерів [ 25 березня 2013 у Wayback Machine.]
Література
- ГОСТ 8.417-2002 Единицы величин
- ПР 50.2.102-2009 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации
- Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. — М: Высшая школа, 1984.
- Гольдштейн Е. И., Сулайманов А. О., Гурин Т. С. Мощностные характеристики электрических цепей при несинусоидальных токах и напряжениях. ТПУ, — Томск, 2009, Деп. в ВИНИТИ, 06.04.09, № 193-2009. — 146 с.
Див. також
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Potuzhnist elektrichnogo strumu fizichna velichina sho viznachaye shvidkist peredavannya abo peretvorennya elektrichnoyi energiyi Odiniceyu vimiryuvannya potuzhnosti v SI ye vat Vt W Elektroopori dlya povitryanih linij elektroperedachiPotuzhnist elektrichnogo strumuMittyevoyu potuzhnistyu nazivayetsya dobutok mittyevih znachen naprugi ta sili strumu na bud yakij dilyanci elektrichnogo kola Za viznachennyam elektrichna napruga ce vidnoshennya roboti yaku Elektrichne pole vikonuye pri perenesenni probnogo elektrichnogo zaryadu z tochki A u tochku B do velichini probnogo zaryadu Tobto mozhna skazati sho elektrichna napruga dorivnyuye roboti z perenesennya odinichnogo zaryadu z tochki A do tochki B Inshimi slovami pri rusi odinichnogo zaryadu dilyankoyu elektrichnogo kola vin vikonuye robotu sho chiselno dorivnyuye elektrichnij napruzi na danij dilyanci kola Robota yaku vikonuyut ci zaryadi pri rusi vid pochatku dilyanki kola do jogo kincya dorivnyuye roboti vsih odinichnih zaryadiv Potuzhnist za viznachennyam ce robota za odinicyu chasu Vvedemo poznachennya U napruga na dilyanci AB prijmayemo yiyi postijnoyu na intervali Dt Q kilkist zaryadiv sho projshli vid A do B za chas Dt A robota vikonana zaryadom Q pid chas ruhu dilyankoyu A B P potuzhnist Zapisuyemo vishenavedeni mirkuvannya j otrimuyemo P A B A D t displaystyle P AB frac A Delta t Dlya odinichnogo zaryadu na dilyanci AB P e A B U D t displaystyle P e AB frac U Delta t Dlya vsih zaryadiv P A B U D t Q U Q D t displaystyle P AB frac U Delta t cdot Q U cdot frac Q Delta t Oskilki strum ce kilkist zaryadiv za odinicyu chasu tobto I Q D t displaystyle I frac Q Delta t za viznachennyam u rezultati otrimuyemo P A B U I displaystyle P AB U cdot I Vvazhayuchi chas neskinchenno malim mozhna prijnyati sho velichini naprugi ta strumu za cej chas tezh zminyatsya neskinchenno malo U pidsumku otrimuyemo nastupne viznachennya mittyevoyi elektrichnoyi potuzhnosti mittyeva potuzhnist elektrichnogo strumu p t sho vidilyayetsya na dilyanci elektrichnogo kola ye dobutok mittyevih znachen naprugi u t i sili strumu i t na cij dilyanci p t u t i t displaystyle p t u t cdot i t Yaksho dilyanka kola mistit rezistor z elektrichnim oporom R to p t i t 2 R u t 2 R displaystyle p t i t 2 cdot R frac u t 2 R Diferencialni virazi dlya elektrichnoyi potuzhnosti Potuzhnist sho vidilyayetsya v odinici ob yemu dorivnyuye w d P d V E j displaystyle w frac dP dV mathbf E cdot mathbf j de E displaystyle mathbf E napruzhenist elektrichnogo polya j displaystyle mathbf j gustina strumu Negativne znachennya skalyarnogo dobutku oznachaye sho u danij tochci potuzhnist elektrichnogo strumu ne rozsiyuyetsya a generuyetsya za rahunok roboti storonnih sil U linijnomu izotropnomu nablizhenni w s E 2 E 2 r r j 2 j 2 s displaystyle w sigma E 2 frac E 2 rho rho j 2 frac j 2 sigma de s d e f 1 r displaystyle sigma overset underset mathrm def frac 1 rho pitoma elektroprovidnist velichina obernena pitomomu oporu U linijnomu anizotropnomu nablizhenni napriklad u monokristali abo ridkomu kristali a takozh pri nayavnosti efektu Holla w s a b E a E b displaystyle w sigma alpha beta E alpha E beta de s a b displaystyle sigma alpha beta Potuzhnist postijnogo strumuOskilki znachennya sili strumu i naprugi postijni ta dorivnyuyut mittyevim znachennyam u bud yaku mit chasu to potuzhnist mozhna obchisliti za formuloyu P I U displaystyle P I cdot U Dlya pasivnogo linijnogo kola u yakomu vikonuyetsya zakon Oma mozhna zapisati P I 2 R U 2 R displaystyle P I 2 cdot R frac U 2 R de R elektrichnij opir Yaksho kolo mistit dzherelo ERS to potuzhnist elektrichnogo strumu sho viddayetsya nim abo poglinayetsya na nomu dorivnyuye P I E displaystyle P I cdot mathcal E de E displaystyle mathcal E ERS Yaksho strum useredini dzherela zhivlennya napravleno proti gradiyenta potencialu teche vseredini dzherela vid plyusa do minusa to potuzhnist poglinayetsya dzherelom ERS z merezhi napriklad pid chas roboti elektrodviguna abo zaryadki akumulyatora yaksho strum spivnapravlenij teche vseredini dzherela zhivlennya vid minusa do plyusa to potuzhnist viddayetsya dzherelom u merezhu skazhimo za roboti galvanichnoyi batareyi abo generatora Pid chas obliku vnutrishnogo oporu dzherela ERS potuzhnist sho vidilyayetsya na nomu p I 2 r displaystyle p I 2 cdot r dodayetsya do potuzhnosti sho poglinayetsya abo vidnimayetsya vid potuzhnosti sho viddayetsya Potuzhnist zminnogo strumuSkladovi potuzhnosti zminnogo strumu povna potuzhnist VA aktivna potuzhnist W ta reaktivna potuzhnist VAR Kosinus kuta mizh liniyami povnoyi ta aktivnoyi potuzhnostej ye koeficiyentom potuzhnosti U zminnomu elektrichnomu poli formula dlya potuzhnosti postijnogo strumu viyavlyayetsya nepridatnoyu Na praktici najbilshe znachennya maye rozrahunok potuzhnosti u kolah zminnoyi sinusoyidalnoyi naprugi ta strumu Dlya togo shobi zv yazati ponyattya povnoyi aktivnoyi reaktivnoyi potuzhnostej i koeficiyentu potuzhnosti zruchno zvernutisya do teoriyi kompleksnih chisel Mozhna vvazhati sho potuzhnist u koli zminnogo strumu virazhayetsya kompleksnim chislom takim chinom sho aktivna potuzhnist ye jogo dijsnoyu chastinoyu reaktivna potuzhnist uyavnoyu chastinoyu povna potuzhnist modulem a kut f zsuv faz argumentom Dlya takoyi modeli viyavlyayutsya spravedlivimi vsi vipisani nizhche spivvidnoshennya Aktivna potuzhnist Odinicya vimiryuvannya vat W Vt Serednye za period T znachennya mittyevoyi potuzhnosti nazivayetsya aktivnoyu potuzhnistyu P 1 T 0 T p t d t displaystyle P frac 1 T int limits 0 T p t dt U kolah odnofaznogo sinusoyidalnogo strumu P U I cos f displaystyle P U cdot I cdot cos varphi de U i I f kut zsuvu faz mizh nimi Dlya kil nesinusoyidnogo strumu potuzhnist elektrichnogo strumu dorivnyuye sumi vidpovidnih serednih potuzhnostej okremih garmonik Aktivna potuzhnist harakterizuye shvidkist nezvorotnogo peretvorennya elektrichnoyi energiyi v inshi vidi energiyi teplovu i elektromagnitnu Aktivnu potuzhnist mozhe buti takozh virazheno cherez silu strumu naprugu j aktivnu skladovu oporu kola r abo yiyi providnist g za formuloyu P I 2 r U 2 g displaystyle P I 2 cdot r U 2 cdot g U bud yakomu elektrichnomu koli yak sinusoyidnogo tak i nesinusoyidnogo strumu aktivna potuzhnist vsogo kola dorivnyuye sumi aktivnih potuzhnostej okremih chastin kola dlya trifaznih kil potuzhnist elektrichnogo strumu viznachayetsya yak suma potuzhnostej okremih faz Z povnoyu potuzhnistyu S aktivna pov yazana spivvidnoshennyam P S cos f displaystyle P S cdot cos varphi U teoriyi dovgih linij analiz elektromagnitnih procesiv u liniyi peredachi dovzhina yakoyi porivnyanna z dovzhinoyu elektromagnitnoyi hvili povnim analogom aktivnoyi potuzhnosti ye tranzitna potuzhnist yaka viznachayetsya yak riznicya mizh potuzhnistyu sho peredayetsya dali ta potuzhnistyu vidbitoyu nazad Reaktivna potuzhnist Odinicya vimiryuvannya volt amper reaktivnij var var Reaktivna potuzhnist velichina sho harakterizuye navantazhennya sho stvoryuyut v elektrotehnichnih pristroyah kolivannya energiyi elektromagnitnogo polya u koli sinusoyidnogo zminnogo strumu dorivnyuye dobutku serednokvadratichnih znachen naprugi U ta strumu I pomnozhenomu na sinus kuta zmishennya faz f mizh nimi Q U I sin f displaystyle Q U cdot I cdot sin varphi yaksho strum vidstaye vid naprugi zsuv faz vvazhayetsya pozitivnim yaksho viperedzhaye negativnim Reaktivnu potuzhnist pov yazano z povnoyu potuzhnistyu S i aktivnoyu potuzhnistyu R spivvidnoshennyam Q S 2 P 2 displaystyle Q sqrt S 2 P 2 Fizichnij sens reaktivnoyi potuzhnosti ce energiya sho peredayetsya vid dzherela na reaktivni elementi prijmacha induktivnosti kondensatori obmotki dviguniv a potim povertayetsya cimi elementami nazad do dzherela protyagom odnogo periodu kolivan vidnesena do cogo periodu Neobhidno vidznachiti sho velichina sin f dlya znachen f vid 0 do plyus 90 ye pozitivnoyu velichinoyu Velichina sin f dlya znachen f vid 0 do 90 ye vid yemnoyu velichinoyu Zgidno z formuloyu Q UI sin f reaktivna potuzhnist mozhe buti yak pozitivnoyu velichinoyu yaksho navantazhennya maye aktivno induktivnij harakter tak i vid yemnoyu yaksho navantazhennya maye aktivno yemnisnij harakter Taka obstavina pidkreslyuye toj fakt sho reaktivna potuzhnist ne bere uchast u roboti elektrichnogo strumu Koli pristrij maye pozitivnu reaktivnu potuzhnist to prijnyato govoriti sho vin yiyi spozhivaye a koli negativnu to viroblyaye Ale ce chista umovnist pov yazana z tim sho bilshist pristroyiv yaki spozhivayut elektriku napriklad asinhronni dviguni a takozh vinyatkovo aktivne navantazhennya sho pid yednuyetsya cherez transformator ye aktivno induktivnimi Sinhronni generatori vstanovleni na elektrichnih stanciyah mozhut yak viroblyati tak i spozhivati reaktivnu potuzhnist zalezhno vid velichini strumu zbudzhennya sho protikaye v obmotci rotora generatora Zavdyaki cij osoblivosti sinhronnih elektrichnih mashin zdijsnyuyetsya regulyuvannya zadanogo rivnya naprugi merezhi Dlya usunennya perevantazhen i pidvishennya koeficiyenta potuzhnosti elektrichnih ustanovok zdijsnyuyetsya kompensaciya reaktivnoyi potuzhnosti Zastosuvannya suchasnih elektrichnih vimiryuvalnih peretvoryuvachiv na mikroprocesornij tehnici dozvolyaye viroblyati tochnishu ocinku velichini energiyi sho povertayetsya vid induktivnogo ta yemnisnogo navantazhennya do dzherela zminnoyi naprugi Vimiryuvalni peretvoryuvachi reaktivnoyi potuzhnosti sho vikoristovuyut formulu Q UI sin f prostishi i znachno deshevshi vimiryuvalnih peretvoryuvachiv na mikroprocesornij tehnici Povna potuzhnist Odinicya povnoyi elektrichnoyi potuzhnosti volt amper V A V A Povna potuzhnist velichina sho dorivnyuye dobutku dijsnih znachen periodichnogo elektrichnogo strumu I u koli i naprugi U na yiyi zatiskah S U I pov yazana z aktivnoyu i reaktivnoyu potuzhnostyami spivvidnoshennyam S P 2 Q 2 displaystyle S sqrt P 2 Q 2 de R aktivna potuzhnist Q reaktivna potuzhnist pri induktivnomu navantazhenni Q gt 0 a pri yemnisnij Q lt 0 Vektorna zalezhnist mizh povnoyu aktivnoyu i reaktivnoyu potuzhnostyami virazhayetsya formuloyu S P Q displaystyle stackrel longrightarrow S stackrel longrightarrow P stackrel longrightarrow Q Povna potuzhnist maye praktichne znachennya yak velichina sho opisuye navantazhennya kotri faktichno nakladayutsya spozhivachem na elementi pidvidnoyi elektromerezhi droti kabeli rozpodilni shiti transformatori liniyi elektroperedachi oskilki ci navantazhennya zalezhat vid spozhivanogo strumu a ne vid faktichno vikoristanoyi spozhivachem energiyi Same tomu nominalna potuzhnist transformatoriv i rozpodilnih shitiv vimiryuyetsya u volt amperah a ne u vatah Kompleksna potuzhnist Potuzhnist analogichno impedansu mozhna zapisati u kompleksnomu viglyadi S U I I 2 Z U 2 Z displaystyle dot S dot U dot I I 2 dot Z frac U 2 dot Z de U displaystyle dot U kompleksna napruga I displaystyle dot I kompleksnij strum Z displaystyle dot Z impedans operator kompleksnogo spryazhennya Modul kompleksnoyi potuzhnosti S displaystyle left dot S right dorivnyuye povnij potuzhnosti S Dijsna chastina R e S displaystyle mathrm Re dot S dorivnyuye aktivnij potuzhnosti R a uyavna I m S displaystyle mathrm Im dot S reaktivnoyi potuzhnosti Q z korektnim znakom zalezhno vid harakteru navantazhennya Neaktivna potuzhnist Neaktivna potuzhnist pasivna potuzhnist ce potuzhnist nelinijnih spotvoren strumu vona dorivnyuye korenyu kvadratnomu z riznici kvadrativ povnoyi ta aktivnoyi potuzhnostej u koli zminnogo strumu U koli z sinusoyidnoyu naprugoyu neaktivna potuzhnist dorivnyuye korenyu kvadratnomu iz sumi kvadrativ reaktivnoyi potuzhnosti ta potuzhnostej vishih garmonik strumu Za vidsutnosti vishih garmonik neaktivna potuzhnist dorivnyuye modulyu reaktivnoyi potuzhnosti Pid potuzhnistyu garmoniki strumu rozumiyetsya dobutok dijsnogo znachennya sili strumu danoyi garmoniki na dijsne znachennya naprugi Nayavnist nelinijnih spotvoren strumu u koli oznachaye porushennya proporcijnosti mizh mittyevimi znachennyami naprugi j sili strumu viklikane nelinijnistyu navantazhennya napriklad koli navantazhennya maye reaktivnij abo impulsnij harakter U razi linijnogo navantazhennya sila strumu u koli proporcijna mittyevomu znachennyu vsya spozhivana potuzhnist ye aktivnoyu Za nelinijnogo navantazhennya zbilshuyetsya udavana povna potuzhnist u koli za rahunok potuzhnosti nelinijnih spotvoren strumu yaka ne bere uchasti u zdijsnenni roboti Potuzhnist nelinijnih spotvoren ne ye aktivnoyu i vklyuchaye u sebe yak reaktivnu potuzhnist tak i potuzhnist inshih spotvoren strumu Cya fizichna velichina maye rozmirnist potuzhnosti oskilki yak odinicyu vimiryuvannya neaktivnoyi potuzhnosti mozhna vikoristovuvati V A volt amper abo var volt amper reaktivnij Vt vat vikoristovuvati nebazhano shobi neaktivnu potuzhnist ne splutati z aktivnoyu Zv yazok neaktivnoyi aktivnoyi i povnoyi potuzhnostej Velichinu neaktivnoyi potuzhnosti poznachimo N Cherez i poznachimo vektor strumu cherez u vektor naprugi Literami I i U budemo poznachati vidpovidni dijsni znachennya I i i displaystyle I sqrt i i U u u displaystyle U sqrt u u Uyavimo vektor strumu i u viglyadi sumi dvoh ortogonalnih skladovih i a i i p yaki nazvemo vidpovidno aktivnoyu i pasivnoyu Oskilki u zdijsnenni roboti bere uchast lishe skladova strumu sho kolinearna napruzi vimagatimemo shob aktivna skladova bula kolinearna napruzi tobto i a l u de l deyaka konstanta a pasivna ortogonalna tobto i p u 0 displaystyle i p u 0 Mayemo i i a i p l u i p displaystyle i i a i p lambda u i p Zapishemo viraz dlya aktivnoyi potuzhnosti P skalyarno pomnozhivshi ostannyu rivnist na u P i u l u u i p u l U 2 displaystyle P i u lambda u u i p u lambda U 2 Zvidsi znahodimo l P U 2 displaystyle lambda P over U 2 i p i P U 2 u displaystyle i p i P over U 2 u Viraz dlya velichini neaktivnoyi potuzhnosti maye viglyad N U i p i p S 2 P 2 displaystyle N U sqrt i p i p sqrt S 2 P 2 de S U I povna potuzhnist Dlya povnoyi potuzhnosti kola spravedlive uyavlennya yake analogichne virazu dlya kola z garmonijnimi strumom i naprugoyu tilki zamist reaktivnoyi potuzhnosti vikoristovuyetsya neaktivna potuzhnist S 2 P 2 N 2 displaystyle S 2 P 2 N 2 Takim chinom ponyattya neaktivnoyi potuzhnosti ye odnim zi sposobiv uzagalnennya ponyattya reaktivnoyi potuzhnosti dlya vipadku nesinusoyidnih strumu ta naprugi Neaktivna potuzhnist inodi nazivayetsya reaktivnoyu potuzhnistyu za Frize VimiryuvannyaDlya vimiryuvannya elektrichnoyi potuzhnosti zastosovuyutsya vatmetri i varmetri mozhna takozh vikoristovuvati nepryamij metod za dopomogoyu voltmetra j ampermetra Dlya vimiryuvannya koeficiyenta reaktivnoyi potuzhnosti zastosovuyut fazometri Derzhavnij etalon GET 153 86 Derzhavnij specialnij etalon odinici elektrichnoyi potuzhnosti u diapazoni chastot 40 2500 Gc Potuzhnist deyakih elektrichnih priladivU tablici vkazani znachennya potuzhnosti deyakih spozhivachiv elektrichnogo strumu Elektrichnij prilad Potuzhnist Vt Lampochka lihtarika 1 Lampa lyuminescentna pobutova 5 30 Lampa rozzharyuvannya pobutova 25 150 Holodilnik pobutovij 15 200 Elektropilosos 100 1800 Elektrichna praska 300 2200 Pralna mashina 350 2000 Elektrichna plitka 1000 2000 Zvaryuvalnij aparat pobutovij 1000 5500 Dvigun tramvaya 45 000 50 000 Dvigun elektrovoza 650 000 Elektrodviguni prokatnogo stanu 6 000 000 9 000 000 Bilshist pobutovih priladiv rozrahovani na naprugu 220 V ale na riznu silu strumu Tomu potuzhnist spozhivachiv elektroenergiyi rizna PosilannyaAktivna potuzhnist 23 veresnya 2020 u Wayback Machine VUE Peretvorennya energiyi v elektrichnomu koli 23 kvitnya 2012 u Wayback Machine Dlya chogo potribna kompensaciya reaktivnoyi potuzhnosti 20 listopada 2012 u Wayback Machine Vimiryuvannya energospozhivannya komp yuteriv 25 bereznya 2013 u Wayback Machine LiteraturaGOST 8 417 2002 Edinicy velichin PR 50 2 102 2009 Polozhenie o edinicah velichin dopuskaemyh k primeneniyu v Rossijskoj Federacii Bessonov L A Teoreticheskie osnovy elektrotehniki M Vysshaya shkola 1984 Goldshtejn E I Sulajmanov A O Gurin T S Moshnostnye harakteristiki elektricheskih cepej pri nesinusoidalnyh tokah i napryazheniyah TPU Tomsk 2009 Dep v VINITI 06 04 09 193 2009 146 s Div takozhPotuzhnist Vatmetr Elektrichnij strum Koeficiyent potuzhnosti Zakon Oma Potuzhnist dzherela zvuku Potuzhnist dzherela zvuku