Apakah Kuasa dalam Litar AC?

Litaran AC biasanya tiga fasa untuk pengagihan elektrik dan pemindahan elektrik. Litaran satu fasa pula sering digunakan dalam sistem bekalan domestik kita.

Kuasa total litar AC tiga fasa adalah tiga kali kuasa litar satu fasa.

Jadi, jika kuasa pada satu fasa dalam sistem tiga fasa ialah 'P', maka kuasa total sistem tiga fasa akan menjadi 3P (dengan syarat sistem tiga fasa tersebut seimbang sempurna).

Tetapi jika sistem tiga fasa tidak seimbang dengan tepat, maka kuasa total sistem akan menjadi hasil tambah kuasa fasa individu.

Misalkan, dalam sistem tiga fasa, kuasa pada fasa R ialah PR, pada fasa Y ialah PY dan pada fasa B ialah PB, maka kuasa total sistem akan menjadi

Ini merupakan jumlah skalar mudah, kerana kuasa adalah kuantiti skalar. Inilah sebabnya, jika kita hanya mempertimbangkan satu fasa semasa mengira dan menganalisis kuasa tiga fasa, ia sudah mencukupi.

Mari kita pertimbangkan, rangkaian A terhubung secara elektrik dengan rangkaian B seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah:

Mari kita pertimbangkan ungkapan gelombang voltan sistem satu fasa adalah:

Di mana V adalah amplitud gelombang, ω adalah halaju sudut penyebaran gelombang.

Sekarang, mari kita pertimbangkan arus sistem ialah i(t) dan arus ini mempunyai perbezaan fasa dari voltan oleh sudut φ. Ini bermaksud gelombang arus tersebar dengan lag radian φ berkenaan dengan voltan. Gelombang voltan dan arus boleh diwakili secara grafik seperti yang ditunjukkan di bawah:

Dalam kes ini, gelombang arus boleh diwakili sebagai:

Sekarang, ungkapan kuasa seketika,

[di mana Vrms dan Irms adalah nilai punca min kuasa dua gelombang voltan dan arus]

Sekarang, mari kita plot istilah P terhadap masa,

Dari graf, didapati bahawa istilah P tidak mempunyai nilai negatif. Jadi, ia akan mempunyai nilai purata bukan sifar. Ia bersinusoidal dengan frekuensi dua kali frekuensi sistem. Mari kita plot istilah kedua persamaan kuasa, iaitu Q.

Ini sepenuhnya bersinusoidal dan mempunyai nilai purata sifar. Jadi, dari kedua-dua graf ini, jelas bahawa P adalah komponen kuasa dalam litar AC, yang sebenarnya dipindahkan dari rangkaian A ke rangkaian B. Kuasa ini dikonsumsi dalam rangkaian B sebagai kuasa elektrik.

Q pula sebenarnya tidak mengalir dari rangkaian A ke rangkaian B. Sebaliknya, ia berayun antara rangkaian A dan B. Ini juga merupakan komponen kuasa, yang sebenarnya mengalir masuk dan keluar elemen penyimpanan tenaga seperti induktor, kapasitor dalam rangkaian.

Di sini, P dikenali sebagai bahagian nyata atau aktif kuasa dan Q dikenali sebagai bahagian imaginari atau reaktif kuasa.

Oleh itu, P dipanggil kuasa nyata atau kuasa aktif, dan Q dipanggil kuasa imaginari atau kuasa reaktif. Unit kuasa aktif ialah Watt, manakala unit kuasa reaktif ialah Volt Ampere Reaktif atau VAR.