Wat is vermogen in een wisselstroomcircuit?
Wisselspanningscircuits zijn meestal driedefase voor elektriciteitsdistributie en elektriciteitsoverdracht. Eénfasige circuits worden vaak gebruikt in ons huishoudelijke stroomnetwerk.
De totale kracht van een driedefase wisselspanningscircuit is gelijk aan drie keer de kracht van een éénfasig circuit.
Dus als de kracht in één fase van een driedefasesysteem 'P' is, dan zou de totale kracht van het driedefasesysteem 3P zijn (mits het driedefasesysteem perfect gebalanceerd is).
Maar als het driedefasesysteem niet precies gebalanceerd is, dan is de totale kracht van het systeem de som van de krachten van de individuele fasen.
Stel, in een driedefasesysteem, is de kracht in de R-fase PR, in de Y-fase PY en in de B-fase PB, dan zou de totale kracht van het systeem zijn
Dit is een eenvoudige scalaire som, aangezien kracht een scalaire grootheid is. Dit is de reden waarom, als we alleen één fase beschouwen tijdens het berekenen en analyseren van driedefasekracht, dit voldoende is.
Laten we aannemen dat netwerk A elektrisch verbonden is met netwerk B zoals getoond in de onderstaande afbeelding:
Laten we de uitdrukking van de spanningssinusgolf van een éénfasig systeem beschouwen:
Waarbij V de amplitude van de sinusgolf is, ω de hoeksnelheid van de voortplanting van de golf.
Nu, laten we de stroom van het systeem i(t) beschouwen, en deze stroom heeft een faseverschil ten opzichte van de spanning door een hoek φ. Dat betekent dat de stroomgolf zich met een faseachterstand van φ radialen t.o.v. de spanning voortplant. De spanning- en stroomsinusgolven kunnen grafisch worden weergegeven zoals hieronder getoond:
In dit geval kan de stroomsinusgolf worden weergegeven als:
Nu, de uitdrukking voor de instantane kracht,
[waarbij Vrms en Irms de effectieve waarde van de spanning- en stroomsinusgolf zijn]
Laten we nu de term P plotten tegen de tijd,
Het blijkt uit de grafiek dat de term P geen negatieve waarden heeft. Dus zal het een niet-nul gemiddelde hebben. Het is sinusvormig met een frequentie die twee keer zo hoog is als de systeemfrequentie. Laten we nu de tweede term van de krachtegelijkheid plotten, namelijk Q.
Dit is puur sinusvormig en heeft een nul-gemiddelde. Dus uit deze twee grafieken blijkt dat P de component van de kracht in een wisselspanningscircuit is, die daadwerkelijk wordt overgebracht van netwerk A naar netwerk B. Deze kracht wordt in netwerk B verbruikt als elektrische kracht.
Q daarentegen stroomt niet echt van netwerk A naar netwerk B. In plaats daarvan oscilleert het tussen netwerk A en B. Dit is ook een component van de kracht, die eigenlijk in- en uitstromend is via energieopslagelementen zoals spoelen en condensatoren in het netwerk.
Hier wordt P de echte of actieve deel van de kracht genoemd, en Q de denkbeeldige of reactieve deel van de kracht.
