อะไรคือพลังงานในวงจรไฟฟ้าสลับ

วงจรไฟฟ้า AC มักจะเป็นสามเฟสสำหรับการกระจายพลังงานไฟฟ้าและการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าวงจรเดียวเฟสมักใช้ในระบบจ่ายไฟภายในบ้าน

พลังงานรวมของวงจรสามเฟสคือสามเท่าของวงจรเดียวเฟส

ดังนั้นหากพลังงานในเฟสเดียวของระบบสามเฟสคือ ‘P’ แล้วพลังงานรวมของระบบสามเฟสจะเป็น 3P (ถ้าระบบสามเฟสมีความสมดุล)

แต่หากระบบสามเฟสไม่สมดุลพอดี พลังงานรวมของระบบจะเป็นผลรวมของพลังงานของเฟสแต่ละเฟส

สมมติว่า ในระบบสามเฟส พลังงานที่เฟส R คือ PR เฟส Y คือ PY และเฟส B คือ PB แล้วพลังงานรวมของระบบจะเป็น

นี่คือผลรวมเชิงสเกลาร์ เนื่องจากพลังงานเป็นปริมาณเชิงสเกลาร์ นี่คือเหตุผลว่า หากเราพิจารณาเพียงเฟสเดียวในการคำนวณและวิเคราะห์พลังงานสามเฟสก็เพียงพอแล้ว

ลองพิจารณาว่า เครือข่าย A เชื่อมต่อกับเครือข่าย B ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

ลองพิจารณาการเขียนฟังก์ชันของแรงดันไฟฟ้าในระบบเดียวเฟส:

เมื่อ V คือแอมปลิจูดของคลื่น และ ω คือความเร็วเชิงมุมของการแพร่คลื่น

ตอนนี้ ลองพิจารณากระแสของระบบคือ i(t) และกระแสมีความแตกต่างเฟสจากแรงดันโดยมุม φ หมายความว่าคลื่นกระแสจะแพร่ไปด้วยการเลื่อนเฟส φ ทางเรเดียน เมื่อเทียบกับแรงดัน สามารถแสดงกราฟแรงดันและกระแสได้ดังนี้:

ในกรณีนี้ คลื่นกระแสสามารถเขียนเป็น:

ตอนนี้ การเขียนฟังก์ชันของพลังงานในทันที,

[เมื่อ Vrms และ Irms คือค่ารากกำลังสองเฉลี่ยของคลื่นแรงดันและกระแส]

ตอนนี้ ลองวาดกราฟของ P กับเวลา,

จากกราฟ จะเห็นว่า P ไม่มีค่าลบ ดังนั้นมันจะมีค่าเฉลี่ยที่ไม่เท่ากับศูนย์ มันเป็นไซนัสอยู่ที่ความถี่สองเท่าของระบบ ตอนนี้ลองวาดส่วนที่สองของสมการพลังงาน คือ Q.

นี่เป็นไซนัสบริสุทธิ์และมีค่าเฉลี่ยเท่ากับศูนย์ ดังนั้นจากกราฟทั้งสองนี้ จะเห็นว่า P เป็นส่วนของพลังงานในวงจร AC ซึ่งขนส่งจากเครือข่าย A ไปยังเครือข่าย B พลังงานนี้ถูกใช้ในเครือข่าย B เป็นพลังงานไฟฟ้า

ในขณะที่ Q ไม่ได้ไหลจากเครือข่าย A ไปยังเครือข่าย B แต่จะแกว่งระหว่างเครือข่าย A และ B นี่เป็นส่วนของพลังงานที่ไหลเข้าและออกจากอินดักเตอร์ แคปปิเตอร์ หรือองค์ประกอบเก็บพลังงานของเครือข่าย

ที่นี่ P ถูกเรียกว่าส่วนจริงหรือส่วนที่ทำงานของพลังงาน และ Q ถูกเรียกว่าส่วนจินตภาพหรือส่วนที่ตอบสนองของพลังงาน

ทิป