Què és la potència en un circuit AC?

Les circuits CA són normalment trifàsics per a la distribució elèctrica i la transmissió elèctrica. Els circuits monofàsics es fan servir habitualment en el nostre sistema de subministrament domèstic.

La potència total d'un circuit CA trifàsic és igual a tres vegades la potència monofàsica.

Per tant, si la potència en una fase d'un sistema trifàsic és 'P', llavors la potència total del sistema trifàsic seria 3P (si el sistema trifàsic està perfectament equilibrat).

Si el sistema trifàsic no està exactament equilibrat, llavors la potència total del sistema seria la suma de la potència de les fases individuals.

Suposem que, en un sistema trifàsic, la potència a la fase R és PR, a la fase Y és PY i a la fase B és PB, llavors la potència total del sistema seria

Aquesta és una suma escalar simple, ja que la potència és una magnitud escalar. És per això que, si considerem només una fase individual durant el càlcul i l'anàlisi de la potència trifàsica, és suficient.

Considerem que la xarxa A està connectada elèctricament amb la xarxa B com es mostra a la figura següent:

Considerem l'expressió de l'ona de tensió d'un sistema monofàsic:

On V és l'amplitud de l'ona, ω és la velocitat angular de propagació de l'ona.

Ara, considerem la corrent del sistema i(t) i aquesta corrent té una diferència de fase respecte a la tensió per un angle φ. Això significa que l'ona de corrent es propaga amb un retard de φ radians respecte a la tensió. Les ones de tensió i corrent es poden representar gràficament com es mostra a continuació:

En aquest cas, l'ona de corrent es pot representar com:

Ara, l'expressió de la potència instantània,

[on Vrms i Irms són els valors de mitjana quadràtica de les ones de tensió i corrent]

Ara, deixem representar el terme P en funció del temps,

Es veu a partir del gràfic que el terme P no té cap valor negatiu. Per tant, tindrà un valor mitjà no nul. És sinusoidal amb una freqüència el doble de la freqüència del sistema. Ara deixem representar el segon terme de l'equació de la potència, és a dir, Q.

Aquest és purament sinusoidal i té un valor mitjà nul. Per tant, a partir d'aquests dos gràfics, queda clar que P és el component de la potència en un circuit CA que realment es transporta de la xarxa A a la xarxa B. Aquesta potència es consumeix a la xarxa B com a potència elèctrica.

Q, per altra banda, no flueix realment de la xarxa A a la xarxa B. Més aviat oscil·la entre la xarxa A i B. Aquest també és un component de la potència, que realment entra i surt dels elements de la xarxa com inductors o condensadors, que emmagatzemen energia.

Aquí, P és conegut com la part real o activa de la potència i Q com la part imaginària o reactiva de la potència.

Per tant, P es di