AC napájení? definice, vzorec, druhy, symboly a jednotky měření, bilance výkonu v obvodu střídavého proudu, příklady výpočtů

Co je aktivní a jalová síla, kdo je vynalezl a jaké vzorce existují pro jejich výpočet – to vše jsou jednoduché otázky fyziky, pokud o nich mluvíte jednoduchými slovy. Dokonce i blbci to pochopí.

Napájení v obvodu střídavého proudu

Mnoho lidí se děsí nejrůznějších schopností, které jsou popsány v knihách fyzikálních úloh. Ale všechno není tak obtížné, pokud se seznámíte s teorií napsanou jednoduchými slovy. Co je činný a jalový výkon, jak spolu souvisí a co vlastně plný výkon znamená.

Pro začátek je dobré si připomenout, co přesně znamená síla ve fyzice. Je to poměr energie přenesené z jednoho systému do druhého za danou dobu přenosu. Výkon se obvykle měří ve wattech (zkráceně W/W), což je 1 joul energie přenesený do jiného systému za 1 sekundu.

A pouze v astrofyzice nebo teoretické fyzice lze pro výkon použít jiné veličiny, které však již nejsou standardně systémové. V elektřině se tento pojem týká přenosu elektřiny. Dále si povíme něco o střídavých sítích, které se používají v běžném životě a výrobě.

Pokud mluvíme o praktickém významu fyziky, pak bude v první řadě zajímavá aktivní síla. Jalový výkon je zajímavý pro ty, kdo se budou zabývat jeho kompenzačními procesy.

Poznámka! Je třeba poznamenat, že jednotka měření činného výkonu je jedinečná, což se liší od všech ostatních typů výkonu.

Střídavý proud lze rozdělit na:

• P – aktivní;
• Q – reaktivní;
• S – plné.

Co je aktivní výkon

Činný výkon je určitá část výkonu spojená přímo s přeměnou na nějaký jiný druh energie. Měří se v jednotkách, jako jsou watty, zkráceně W. Pokud jde o vzorce, činný výkon se označuje písmenem P. Je také spojen s určitou frekvenční periodou střídavého proudu. Je logické, že tento typ energie může popisovat procesy pouze se střídavým proudem.

Viz také: DS1307 datasheet Dallas technický popis rádiové komponenty, 64 X 8 Serial Real Time Clock popis v ruštině, analog, mikroobvod

Elektrické spotřebiče pro domácnost mají různé výkony. Jak se měří jejich činný výkon, již bylo diskutováno výše: ve wattech. Dalším problémem je, že výrobci domácích spotřebičů často udávají pouze špičkový výkon, který je zařízení připraveno předvést pouze po omezenou dobu.

Jeden z nejnižších činných výkonů nabíječek je jen asi 2 W za hodinu. Jedna z největších domácích vysokotlakých myček – výkon dosahuje 3500 W. Někde uprostřed budou pračky, ohřívače vody a mixéry.

Zajímavý! Jednotka činného výkonu watty je pojmenována po skotském inženýrovi a vynálezci Jamesi Wattovi, který žil na přelomu 18. a 19. století.

Mezi nejméně známé vynálezy mechanika patří stroj na kopírování soch a basreliéfů. A nejznámější je první jednotka, kterou vynalezl pro měření výkonu – byla to koňská síla. Zde jsme nemluvili o pohybu produkovaném v horizontální rovině, ale o schopnosti koní zvedat lidi nebo břemena v dolech.

Co je jalový výkon

Jalový výkon je ta část výkonu, která se vrátí do sítě. Tento proces lze blíže popsat následovně: jedná se o „zhoubný“ proces, který není užitečný pro celý systém, je typický pro zařízení s indukční nebo kapacitní zátěží.

Je logické, že tato část moci užitečným procesům nijak nepomáhá a není aktivní. Úkolem je kompenzovat jalový výkon. Označuje se velkým písmenem Q a jednotkou měření jalového výkonu jsou voltampéry, které se označují jako Var.

Co je to hrubá síla

Stručně řečeno, v každodenním životě mnoho lidí zaměňuje aktivní a celkovou sílu, nazývají „plnou“ aktivní. Ve skutečnosti je celkový výkon kombinací aktivního a neužitečného jalového výkonu.

Viz také: Okruh paralyzéru

Takže v síti střídavého proudu se ztrátový a absorbovaný výkon počítají dohromady, aby se dospělo k celkové hodnotě. Výkon se v tomto případě označuje písmenem S. K jeho měření se používají i jednotky Var.

Význam reaktivní zátěže

Co je jalový výkon ve výrobě, je ztráta finančních prostředků. Jakmile se zvýší, může společnost začít utrácet za elektřinu více, než se původně odhadovalo.

Plný výkon by měl u motorů zahrnovat co nejmenší volnoběh, přičemž hodnoty 60 % a vyšší jsou považovány za normální. Důležité je vše přesměrovat tak, aby nedocházelo k nadměrnému přehřívání vodičů sítě. Toho se nejčastěji dosahuje instalací zařízení zvaného kondenzátorová jednotka.

Co je jalový výkon – výkon, který se objevuje v těch sítích, ve kterých jsou přítomny reaktivní prvky. Energie se hromadí v okruhu, načež se vrací zpět.

Zařízení se tedy během provozu zahřívají, což je vidět na dlouhodobém provozu i tak nízkopříkonové každodenní věci, jako je nabíječka smartphonu.

Pro elektrický spotřebič je normální jalový účiník. Obvykle se pohybuje mezi 0,9 a 0,5. Výrobci to uvádějí v návodu k obsluze nebo v pasu zařízení.

Význam jalové zátěže spočívá v tom, že vytváří časový posun mezi fází napětí a proudu. Výpočty a aplikace vzorců pro výpočet jalového výkonu umožňují nejen dosáhnout vysokého výkonu zařízení při nižších nákladech na energii, ale také pomáhají předcházet nouzovým situacím.

Často vyvstává otázka, jak správně určit faktor jalového výkonu v případě domácích elektrických sítí před domácím měřičem.

Vzorec použitý k tomu je:

V tomto případě je Ew činný výkon, ale Eq je jalový výkon.

Trojúhelník kapacity

Vzorec pro výpočet celkových, činných a jalových výkonů může poměrně jasně popsat vztah mezi těmito třemi aspekty. Ale jejich vztah lze jasněji vyjádřit v rovině v podobě trojúhelníku mocností. Protože jsou všechny trigonometricky příbuzné. Úhel, který vzniká mezi zdánlivým výkonem a činným výkonem, se nazývá fázový úhel a je jasně znázorněn na obrázku.

Viz také: DIY subwoofer pro domácnost – schémata a podrobné pokyny

Vzorce a jednotky měření

Jednotka měření jalového výkonu je stejná jako u celkového výkonu – voltampéry, Var a pro výpočet činného výkonu se používá jednotka ve tvaru W.

Co je činný a jalový výkon dohromady – tzv. zdánlivý výkon. Vypočítá se pomocí následujícího jednoduchého vzorce:

√ (činný výkon2 + jalový výkon2)

To znamená, že musíte najít druhou odmocninu součtu druhé mocniny aktivního a druhé mocniny jalového výkonu.

Jak zjistit jalový výkon:

√ (Zdánlivý výkon2 – Aktivní výkon2)

Tedy druhá odmocnina odečtení druhé mocniny činného výkonu od druhé mocniny zdánlivého výkonu. Pokud jde o výpočet činného výkonu, používá se následující vzorec:

√ (zdánlivý výkon2 – jalový výkon2)

Druhá mocnina odečtením druhé mocniny jalového výkonu od druhé mocniny zdánlivého výkonu.

V některých případech můžete také potřebovat jiné vzorce pro přesné výpočty. Pro jednofázové obvody lze použít vlastní vzorec:

A v třífázových obvodech již bude platit následující možnost:

P = √3 VL IL cos θ

Důležité! Ve všech případech je třeba věnovat velkou pozornost měrným jednotkám. Kilowatty je třeba před výpočtem pomocí vzorců převést na watty. Kilovoltampéry se podle toho převádějí na voltampéry.

Jak najít činnou, jalovou a zdánlivou sílu

Faktor jalového výkonu umožňuje optimalizovat provoz a vyhnout se zahřívání zařízení. Profesionálové obvykle používají ve výpočtech větší množství parametrů, aby kompenzovali negativní aspekty jalového výkonu. Ale pro řešení běžných problémů ve fyzice je výše uvedený vzorec docela použitelný.

Celkový výkon, činný a jalový výkon pro figuríny lze vyjádřit několika vzorci. Pro zvládnutí výpočtů je důležité pouze zapamatovat si situační jednotky měření, aktuální označení a mocninný trojúhelník.