Kako reaktancija utječe na mjerenje električne energije

Uticaj reaktivnog otpora (uključujući induktivni i kapacitivni reaktivni otpor) na mjerenje električne energije može se analizirati slijedećim aspektima:

Fazni pomak

U strujnim krugovima naizmjeničnog toka, prisutnost reaktivnog otpora uzrokuje fazni pomak između napona i struje. Kada u krugu postoje čiste indukcije ili čiste kapacitance, fazni pomak između napona i struje je 90 stupnjeva zakašnjenja ili prethodnosti, redom. To znači da u čistim induktivnim ili čistim kapacitivnim krugovima, rad je samo trenutni razmjena energije, a ne potrošnja stvarne električne energije.

Za hibridne krugove koji sadrže otpor i reaktivni otpor (tj. RLC krugove), kut faze između napona i struje bit će između 0 i 90 stupnjeva, što će utjecati na aktivnu snagu (P), reaktivnu snagu (Q) i očiglednu snagu (S) koju mjeri vatkomet. Aktivna snaga je dio koji zapravo obavlja rad, dok reaktivna snaga predstavlja razmjenu energije umjesto potrošnje energije.

Faktor snage

Faktor snage (PF) definira se kao omjer aktivne snage i očigledne snage. Prisutnost reaktivnog otpora uzrokuje da faktor snage odstupi od idealne vrijednosti od 1 (tj. čisti otporni krug). Niski faktor snage znači da više energije teče unatrag i naprijed u sustavu umjesto da se koristi učinkovito, što smanjuje učinkovitost sustava snage.

Tijekom procesa mjerenja energije, ako faktor snage nije 1, potrebno je koristiti vatnomjer koji može mjeriti stvarnu aktivnu snagu. Neki vatnomjeri su dizajnirani za korištenje u određenom rasponu faktora snage, izvan kojeg može doći do grešaka u mjerenju.

Greška u mjerenju

Za tradicionalne elektromehaničke vatnomjere, fazni pomaci i nelinearne opterećenja mogu uzrokovati netočne čitanja. Moderni elektronički vatnomjeri precizniji su u mjerenju nečistih otpornih opterećenja, ali i dalje treba paziti na karakteristike kruga. Ako dizajn vatnomjera ne uzima u obzir utjecaj reaktivnog otpora, tada bi se pri mjerenju krugova koji sadrže komponente reaktivnog otpora mogle pojaviti greške u mjerenju.

Harmonijski utjecaj

U krugovima s nelinearnim opterećenjima, osim osnovnih frekvencija, prisutni su harmonijski strujovi i naponi. Ovi harmonici također uvode dodatne reaktivne efekte i mogu utjecati na čitanje vatnomjera. Posebno kada u krugu postoji veliki broj harmonika, tradicionalni vatnomjer možda neće moći točno mjeriti ukupnu potrošnju energije.

Ukratko, utjecaj reaktivnog otpora na mjerenje električne energije glavno se odbija u tome što mijenja fazni odnos između napona i struje, a zatim utječe na faktor snage i ukupnu potrošnju električne energije. Radi točnog mjerenja električne energije, u dizajnu i odabiru vatnomjera trebaju se uzeti u obzir stvarne karakteristike i osobine opterećenja kruga.