ما هو تأثير المعاوقة على قياس الطاقة الكهربائية؟

يمكن تحليل تأثير المعاوقة (بما في ذلك المعاوقة الحثية والمعاوقة السعوية) على قياس الطاقة الكهربائية من النواحي التالية:

الفرق الطوري

في الدوائر الكهربائية البديلة، يسبب وجود المعاوقة فرقاً طورياً بين الجهد والتيار. عندما تكون هناك مكثفات خالصة أو ملفات حثية خالصة في الدائرة، يكون الفرق الطوري بين الجهد والتيار 90 درجة تأخير أو تقدم على التوالي. هذا يعني أنه في الدوائر الحثية الخالصة أو السعوية الخالصة، العمل المنجز هو فقط تبادل فوري للطاقة ولا يتم استهلاك طاقة كهربائية حقيقية.

بالنسبة للدوائر الهجينة التي تحتوي على مقاومة ومعاوقة (أي دوائر RLC)، سيكون الزاوية الطورية بين الجهد والتيار بين 0 و 90 درجة، مما يؤثر على القدرة الفعالة (P) والقدرة غير الفعالة (Q) والقدرة الظاهرية (S) التي يتم قياسها بواسطة عداد الكيلووات-ساعة. القدرة الفعالة هي الجزء الذي يقوم بالعمل الفعلي، بينما تمثل القدرة غير الفعالة تبادل الطاقة وليس استهلاك الطاقة.

عامل القوة

يُعرف عامل القوة (PF) بأنه نسبة القدرة الفعالة إلى القدرة الظاهرية. يؤدي وجود المعاوقة إلى انحراف عامل القوة عن القيمة المثلى وهي 1 (أي دائرة مقاومة خالصة). يعني عامل قوة منخفض أن المزيد من الطاقة يتدفق ذهابًا وإيابًا في النظام بدلاً من استخدامه بكفاءة، مما يقلل من كفاءة نظام الطاقة.

في عملية قياس الطاقة، إذا لم يكن عامل القوة يساوي 1، فيجب استخدام عداد طاقة يمكنه قياس القدرة الفعالة الفعلية. صُمم بعض عدادات الطاقة للاستخدام في نطاق معين لعامل القوة، ويمكن أن يؤدي الخروج عن هذا النطاق إلى أخطاء في القياس.

خطأ القياس

بالنسبة لعدادات الكيلووات-ساعة الكهروميكانيكية التقليدية، يمكن أن تسبب الفروق الطورية والأحمال غير الخطية قراءات غير دقيقة. تعد عدادات الكيلووات-ساعة الإلكترونية الحديثة أكثر دقة في قياس الأحمال المقاومة غير النقية، لكن لا يزال يجب الانتباه إلى خصائص الدائرة. إذا لم يأخذ تصميم عداد الطاقة بعين الاعتبار تأثير المعاوقة، فقد يحدث أخطاء في القياس عند قياس الدوائر التي تحتوي على مكونات معاوقة.

تأثير التوافقيات

في الدوائر ذات الأحمال غير الخطية، يوجد تيارات وتوترات توافقيات بالإضافة إلى الترددات الأساسية. هذه التوافقيات تدخل أيضاً تأثيرات معاوقة إضافية ويمكن أن تؤثر على قراءة عداد الطاقة. خاصة عندما يكون هناك عدد كبير من التوافقيات في الدائرة، قد لا يكون بإمكان عداد الطاقة التقليدي قياس استهلاك الطاقة الإجمالي بدقة.

باختصار، يتجلى تأثير المعاوقة على قياس الطاقة الكهربائية بشكل أساسي في أنه يغير العلاقة الطورية بين الجهد والتيار، وبالتالي يؤثر على عامل القوة واستهلاك الطاقة الكهربائية الإجمالي. من أجل قياس الطاقة الكهربائية بدقة، يجب مراعاة الخصائص الفعلية للأحمال والخصائص الدائرية في تصميم واختيار عداد الطاقة.