ما هو الطاقة في الدائرة الكهربائية المتناوبة؟

عادة ما تكون الدوائر الكهربائية ثلاثية الطور لأغراض توزيع الكهرباء ونقل الكهرباء. بينما تُستخدم الدوائر الأحادية الطور بشكل شائع في أنظمة التوزيع المحلية.

القوة الكلية لدائرة كهربائية ثلاثية الطور تساوي ثلاثة أضعاف القوة الأحادية الطور.

لذا، إذا كانت القوة في طور واحد من نظام ثلاثي الطور هي 'P'، فإن القوة الكلية للنظام الثلاثي الطور ستكون 3P (بشرط أن يكون النظام الثلاثي الطور متوازنًا تمامًا).

ولكن إذا لم يكن النظام الثلاثي الطور متوازنًا تمامًا، فإن القوة الكلية للنظام ستكون مجموع قوى الأطوار الفردية.

لنفترض أنه في نظام ثلاثي الطور، القوة في الطور R هي PR، وفي الطور Y هي PY وفي الطور B هي PB، فستكون القوة الكلية للنظام

وهذا هو المجموع العددي البسيط، حيث أن القوة هي كمية عددية. لهذا السبب، إذا اعتبرنا فقط الطور الأحادي أثناء حساب وتحليل قوة ثلاثية الطور، سيكون ذلك كافياً.

لنفترض أن الشبكة A متصلة كهربائيًا مع الشبكة B كما هو موضح في الرسم البياني أدناه:

لنفترض أن التعبير عن شكل موجة الجهد لنظام أحادي الطور هو:

حيث V هو سعة الموجة، ω هي السرعة الزاوية لنشر الموجة.

الآن، لنفترض أن التيار في النظام هو i(t) وهذا التيار له فرق طوري من الجهد بمقدار زاوية φ. وهذا يعني أن موجة التيار تنتشر بتأخير زاوي φ بالنسبة لموجة الجهد. يمكن تمثيل موجات الجهد والتيار بيانياً كما يلي:

في هذه الحالة يمكن تمثيل موجة التيار كالتالي:

الآن، التعبير عن القوة اللحظية،

[حيث Vrms و Irms هما القيمة الجذرية المتوسطة المربعة لشكل موجة الجهد والتيار]

الآن، دعنا نرسم المصطلح P مقابل الزمن،

من خلال الرسم البياني، نلاحظ أن المصطلح P لا يحتوي على أي قيمة سالبة. لذا، سيحتوي على قيمة متوسطة غير صفرية. إنه جيب تمامي بتكرار ضعف تكرار النظام. دعنا الآن نرسم المصطلح الثاني للمعادلة القوة، أي Q.

هذا تماما جيب تمامي ولديه قيمة متوسطة صفرية. لذا، من خلال هذين الرسمين البيانيين، من الواضح أن P هو المكون من القوة في الدائرة الكهربائية الذي يتم نقله من الشبكة A إلى الشبكة B. يتم استهلاك هذه القوة في الشبكة B كقوة كهربائية.

أما Q فلا يتدفق حقا من الشبكة A إلى الشبكة B. بل يتذبذب بين الشبكتين A و B. هذا هو أيضًا مكون من القوة، يتدفق في الواقع داخل وخارج عناصر تخزين الطاقة مثل المكثفات والمكثفات في الشبكة.

هنا، P يُعرف بالجزء الحقيقي أو النشط من القوة وQ يُعرف بالجزء الوهمي أو المعتمد من القوة.

لذلك، يُسمى P بالقوة الحقيقية أو النشطة، ويُسمى Q بالقوة الوهمية أو المعتمدة. وحدة القوة النشطة هي واط، بينما وحدة القوة المعتمدة هي فولت أمبير رياكت