Wat is het effect van reactantie op de meting van elektrische energie?

De invloed van reactantie (inclusief inductieve en capacitive reactantie) op de meting van elektrische energie kan worden geanalyseerd vanuit de volgende aspecten:

Faseverschil

In wisselstroomcircuits veroorzaakt de aanwezigheid van reactantie een faseverschil tussen spanning en stroom. Wanneer er zuivere spoelen of zuivere condensatoren in het circuit zijn, is het faseverschil tussen de spanning en de stroom respectievelijk 90 graden achterstand of voorsprong. Dit betekent dat in zuiver inductieve of zuiver capacitive circuits het verrichte werk slechts een momentane uitwisseling van energie is, en er wordt geen echte elektrische energie verbruikt.

Voor hybride circuits die weerstand en reactantie bevatten (d.w.z. RLC-circuits), zal de fasehoek tussen spanning en stroom tussen 0 en 90 graden liggen, wat de actieve vermogen (P), reactieve vermogen (Q) en schijnbaar vermogen (S) die door de wattmeter worden gemeten, beïnvloedt. Actief vermogen is het deel dat daadwerkelijk werk doet, terwijl reactief vermogen de uitwisseling van energie vertegenwoordigt in plaats van het verbruik van energie.

Kosinus phi

De kosinus phi (PF) wordt gedefinieerd als het verhoudingsgetal tussen actief vermogen en schijnbaar vermogen. De aanwezigheid van reactantie zorgt ervoor dat de kosinus phi afwijkt van de ideale waarde van 1 (d.w.z. een puur ohmisch circuit). Een lage kosinus phi betekent dat er meer energie heen en weer stroomt in het systeem in plaats van efficiënt te worden gebruikt, wat de efficiëntie van het energie-systeem vermindert.

Tijdens het meten van energie, als de kosinus phi niet 1 is, moet een energiemeter worden gebruikt die het daadwerkelijke actieve vermogen kan meten. Sommige energiemeters zijn ontworpen voor gebruik binnen een specifieke bereik van kosinus phi, buiten dit bereik kan leiden tot meetfouten.

Meetfout

Voor traditionele elektromechanische watturenmetertjes kunnen faseverschillen en niet-lineaire belastingen onnauwkeurige metingen veroorzaken. Moderne elektronische watturenmetertjes zijn nauwkeuriger bij het meten van onzuivere ohmische belastingen, maar moeten nog steeds rekening houden met de eigenschappen van het circuit. Als het ontwerp van de energiemeter de effecten van reactantie niet in overweging neemt, kunnen meetfouten optreden bij het meten van circuits met reactantiecomponenten.

Harmonische effecten

In circuits met niet-lineaire belastingen zijn naast de grondfrequenties harmonische stromen en spanningen aanwezig. Deze harmonischen brengen ook extra reactantie-effecten met zich mee en kunnen de lezing van de energiemeter beïnvloeden. Vooral wanneer er veel harmonischen in het circuit zijn, kan de traditionele energiemeter mogelijk niet accuraat de totale energieverbruik meten.

Samenvattend wordt de invloed van reactantie op de meting van elektrische energie voornamelijk weerspiegeld in dat het de fasoverhouding tussen spanning en stroom verandert, waardoor vervolgens de kosinus phi en het totale elektrische energieverbruik worden beïnvloed. Om de elektrische energie accuraat te meten, moeten de werkelijke eigenschappen en belastingskenmerken van het circuit worden meegewogen bij het ontwerp en de selectie van de energiemeter.