Який вплив індуктивного опору має на вимірювання електричної енергії

Вплив реактивності (включаючи індуктивну та ємнісну реактивність) на вимірювання електричної енергії можна проаналізувати з таких аспектів:

Фазовий розрив

У чергових колах наявність реактивності призводить до фазового розриву між напругою та струмом. Коли у колі присутні чисті індуктори або чисті конденсатори, фазовий розрив між напругою та струмом становить 90 градусів запізнення або опереження, відповідно. Це означає, що у чисто індуктивних або чисто ємнісних колах виконана робота є лише моментальним обміном енергії, і справжня електрична енергія не споживається.

Для гібридних кіл, що містять опір і реактивність (тобто RLC-кола), кут фази між напругою та струмом буде знаходитися між 0 і 90 градусами, що вплине на активну потужність (P), реактивну потужність (Q) та очевидну потужність (S), виміряні ваттметром. Активна потужність — це та частина, яка дійсно виконує роботу, тоді як реактивна потужність представляє обмін енергією, а не її споживання.

Коефіцієнт ефективності

Коефіцієнт ефективності (PF) визначається як відношення активної потужності до очевидної потужності. Наявність реактивності призводить до відхилення коефіцієнта ефективності від ідеального значення 1 (тобто чистого опорного кола). Низький коефіцієнт ефективності означає, що більше енергії перетворюється назад і вперед у системі, замість ефективного використання, що зменшує ефективність системи живлення.

У процесі вимірювання енергії, якщо коефіцієнт ефективності не дорівнює 1, необхідно використовувати ваттметр, який може вимірювати фактичну активну потужність. Деякі ваттметри розроблені для використання в певному діапазоні коефіцієнта ефективності, за межами якого можуть виникнути похибки вимірювання.

Похибка вимірювання

Для традиційних електромеханічних ваттметрів, фазові розриви та нелінійні навантаження можуть призводити до неточних показників. Сучасні електронні ваттметри більш точні у вимірюванні непурісних опорних навантажень, але все ж таки потрібно звертати увагу на характеристики кола. Якщо проектування ваттметра не враховує вплив реактивності, то можуть виникнути похибки вимірювання при вимірюванні кіл, що містять реактивні компоненти.

Ефект гармонік

У кіл з нелінійними навантаженнями, окрім основних частот, присутні гармонічні струми та напруги. Ці гармоніки також вносять додаткові реактивні ефекти і можуть впливати на показники ваттметра. Зокрема, коли у колі присутні велика кількість гармонік, традиційний ваттметр може не бути здатний точно виміряти загальне споживання енергії.

В результаті, вплив реактивності на вимірювання електричної енергії головним чином полягає в тому, що він змінює фазові відносини між напругою та струмом, а потім впливає на коефіцієнт ефективності та загальне споживання електричної енергії. Для точного вимірювання електричної енергії, при проектуванні та виборі ваттметра слід враховувати фактичні характеристики та властивості навантаження кола.