Co to jest moc w obwodzie przemiennym?
Obwody AC są zazwyczaj trójfazowe dla dostarczania energii elektrycznej i transmisji energii elektrycznej. Jednofazowe obwody są powszechnie stosowane w naszym systemie domowego zaopatrzenia.
Całkowita moc trójfazowego obwodu AC jest równa trzy razy jednofazowa moc.
Więc jeśli moc w jednej fazie trójfazowego systemu wynosi ‘P’, to całkowita moc trójfazowego systemu wyniesie 3P (pod warunkiem, że trójfazowy system jest idealnie zrównoważony).
Ale jeśli trójfazowy system nie jest dokładnie zrównoważony, to całkowita moc systemu będzie sumą mocy poszczególnych faz.
Przykładowo, w trójfazowym systemie, moc w fazie R wynosi PR, w fazie Y wynosi PY a w fazie B wynosi PB, to całkowita moc systemu wyniesie
To jest prosta suma skalarna, ponieważ moc jest wielkością skalarną. Dlatego, jeśli rozważamy tylko jedną fazę podczas obliczania i analizowania trójfazowej mocy, to jest wystarczające.
Załóżmy, że sieć A jest elektrycznie połączona z siecią B, jak pokazano na poniższym rysunku:
Załóżmy, że wyrażenie fali napięcia w jednofazowym systemie ma postać:
Gdzie V to amplituda fali, ω to prędkość kątowa propagacji fali.
Teraz, rozważmy prąd systemu i(t) i ten prąd ma przesunięcie fazowe względem napięcia o kąt φ. Oznacza to, że fala prądowa propaguje się z opóźnieniem o φ radianów względem napięcia. Fale napięcia i prąd można przedstawić graficznie, jak pokazano poniżej:
W tym przypadku fala prądowa może być reprezentowana jako:
Teraz, wyrażenie natężenia mocy chwilowej,
[gdzie Vrms i Irms to wartości skuteczne fali napięcia i prądu]
Teraz, narysujmy P w zależności od czasu,
Widzimy na wykresie, że termin P nie ma żadnych ujemnych wartości. Więc będzie miał niezerową średnią wartość. Jest sinusoidalny z częstotliwością dwa razy większą niż częstotliwość systemu. Teraz narysujmy drugi składnik równania mocy, tzn. Q.
Ten jest czysto sinusoidalny i ma średnią wartość równą zero. Więc z tych dwóch wykresów wynika, że P jest składnikiem mocy w obwodzie AC, który faktycznie przepływa z sieci A do sieci B. Ta moc jest zużywana w sieci B jako energia elektryczna.
Natomiast Q nie przepływa naprawdę z sieci A do sieci B. Raczej oscyluje między siecią A i B. To jest również składnik mocy, który faktycznie przepływa do i z elementów sieci takich jak cewki, kondensatory, które są elementami magazynującymi energię.
Tutaj P jest znane jako rzeczywista lub aktywna część mocy, a Q jako urojona lub bierna część mocy.
