se21.ru
Электроэнергия на сегодняшний день один из наиболее востребованных и распространенных энергоресурсов, потребляемых во всех сферах человеческой жизни. Тем не менее не каждому потребителю электроэнергии понятно что вместе с электрической энергией идущей на выполнение полезной работы (обогрев, освещение и пр.) коей является активная составляющая, он вынужден потреблять, а зачастую и оплачивать реактивную составляющую.
Реактивной составляющей считается электрическая мощность, которая накапливается в электрических цепях, однако в выполнении полезной работы не участвует. Как часть полной потребленной электроэнергии реактивная составляющая идет на разогрев проводников, а впоследствии возвращается в электрическую сеть. Активную составляющую принято измерять в ваттах и киловаттах (Вт, кВт), в то время как для полной потребляемой электроэнергии с учетом реактивных мощностей существует своя единица измерения, именуемая вольт-амперами (ВА и кВА).
В качестве активных мощностей обычно рассматривают нагревательные приборы, лампы накаливания, утюги. Реактивная составляющая электроэнергии обычно присутствует в цепях индуктивных нагрузок, например содержащих электродвигатели (холодильники, стиральные машины, электроинструмент), дроссели, трансформаторы. Чем отличается активная и реактивная электроэнергия, попробуем разобраться.
Понятие трех типов мощностей
В принципе все три мощности, включая полную, представленную суммой активной и реактивной составляющих мы уже упомянули. Активная мощность, характерная для резистивной нагрузки полностью идет на выполнение полезной работы. Другим условием для потребления только активной мощности считаются цепи постоянного тока.
Совсем по-другому происходит энергопотребление в цепях переменного тока, реализованных на индуктивных и емкостных нагрузках. В электрических цепях, содержащих реактивные элементы (емкости и индуктивность) происходит накопление электроэнергии. Причиной тому является несовпадение напряжения и тока по фазе:
- индуктивная составляющая вызывает отставание тока по фазе от напряжения;
- емкостная составляющая наоборот связана с опережением тока.
Фазовый сдвиг между ними определен углом ϕ. Таким образом, соотношения активной, реактивной и полной мощности определены формулой Пифагора, связанной с прямоугольным треугольником. Здесь активная (P) и реактивная (Q) мощности выступают в качестве катетов, а полная мощность (S) представлена гипотенузой:
S = √P²+Q²
Угол ϕ при этом будет находиться между гипотенузой (S) и катетом активной мощности (P), поэтому возвращаясь к той же геометрии можно представить себе и, так называемые коэффициенты мощности, определяемые соотношением активной мощности к полной выражением:
cos ϕ = P/S
Фактически если сравнивать с физикой в более широком понимании это коэффициенты полезного действия, поскольку вольт-амперы реактивные увеличивают потребления электроэнергии, при этом величина активной мощности меньше полной. Нетрудно догадаться, что величина cos ϕ = 1 соответствует исключительно активной нагрузке в этом случае потребляемая электроэнергия идет только на выполнение полезной работы.
Рассматривая присутствие емкостной или индуктивной составляющей в качестве паразитной нагрузки, компенсация реактивной мощности становится первоочередной задачей. Особенно это актуально для промышленных предприятий, где производственное оборудование имеет вполне весомую индуктивную составляющую. Как правило, здесь применяются емкостные компенсаторы реактивной мощности, позволяющие компенсировать реактивную электроэнергию.
В бытовых условиях величина потребленной реактивной мощности обычно невысока. Компенсаторы реактивной мощности, как правило, требуются, в случае если имеется электрический насос, либо хозяева часто пользуются электроинструментом.
Source: https://oaoo.ru/elctrinzh/chto-takoe-aktivnaia-i-reaktivnaia-elektroenergiia.html
Читайте также:
