Elettricità Potenza Singola e Tripla Faza Attiva Reattiva Apparente
Poterza Komplikata
Huwa konċettwal u essenzjali li tkun taf. Għal l-istabilizzazzjoni tal-espressjoni ta' poterza komplikata, għandna nkunsidraw r-reż l-ewwel tal-netwerk f’faz unika li jkun il-voltàġġ u l-kurant jistgħu jiżżegw fuq forma komplikata bħala V.ejα u I.ejβ. Fejn α u β huma l-anġoli li vettur tal-voltàġġ u vettur tal-kurant isubtendu rispettivament mal-aħjar assi referenza. Il-poterza attiva u reattiva jistgħu jiġu kalkulati billi tfittxu l-prodott tal-voltàġġ mal-konġugat tal-kurant. Dawk ifisser,
Dan (α − β) huwa l-isfel bejn il-ħal mill-voltiġġ u l-kurrent, għalhekk dan huwa t-tfittxija tal-faża bejn il-voltiġġ u l-kurrent li solit jiġi rappreżentat b'φ.
Għalhekk, l-equazzjoni fuq tista' tiġi riscritta hekk,
Fejn, P = VIcosφ u Q = VIsinφ.
Dan il-quantità S jgħidlu l-potenza komplessa.
L-amplitudine tal-potenza komplessa, jew |S| = (P2 + Q2)½ hija magħrufa bħala l-potenza apparenta u l-unità tagħha hi volt-ampere. Dan il-quantità huwa prodott tal-valur assolut tal-voltiġġ u l-kurrent. Il-valur assolut tal-kurrent huwa direttament relazjonat mal-effett tal-ħilja skont il-leggi ta' Joule tal-ħilja. Għalhekk, ir-rati ta' mašina elettrika solit tkun determinata mill-kapaċita ta' potenza apparenta tagħha f'limiti temperaturali permessi.
Huwa notevoli li fl-equazzjoni tal-potenza komplessa, it-term Q [ = VIsinφ ] huwa pożittiv meta φ [= (α − β)] huwa pożittiv, jew meta l-kurrent jiġi postponut rispetto al-voltiġġ, li dà indikazzjoni li l-carico huwa induttiv. F’kaz kontrarju, Q huwa negattiv meta φ huwa negattiv; jew meta l-kurrent jiġi avansat rispetto al-voltiġġ, li dà indikazzjoni li l-carico huwa kapasittiv.
Potenza ta' Faża Wahda
Sistema tal-transmissjoni elettrika ta' fazz unika mhux disponibbli f'prattika, imma għaldaqstant għandna nafu l-konċett bażiċi tal-sistema tal-transmissjoni elettrika qabel ma nitgħtu l-sistema moderna tat-tliet fazzi. Qabel ma ndqiq fuq il-potenza ta' fazz unika, ġejja nsibu l-parametri differenti tal-sistema tal-potenza elettrika. It-tliet parametri bażiċi tas-sistema tal-potenza elettrika huma l-resistanza elettrika, l-induttanza u l-capacità.
Resistanza
Il-resistanza hija proprjetà inerenti ta' qualsiasi materjal, billi tisraq il-flus tal-kurrent minn xi kolizzjonji mal-atomi stazjarji. Il-ħal tal-ġmiel li jinħolqgħa minn dan il-proċess jiġi dissipat u jgħidlu l-ohmic power loss. Meta kurrent iflu fil-resistor, ma jkunx hemm ebda differenza ta' fazzi bejn il-voltiġġ u l-kurrent, li dhuha wkoll li l-kurrent u l-voltiġġ huma fi fazzi stess; l-anglu tal-fazzi bejniethom huwa żero. Jekk kurrent I iflu fil-resistanza elettrika R għal t sekondi, allura l-enerġija totali li tiġi konsumata mill-resistor hi I2.R.t. Din l-enerġija tgħidilhom enerġija attiva u l-potenza korrispondenti tgħidilhom potenza attiva.
Induttanza
Il-Induttanza hija l-proprjetà b'virtù ta' liema in-duttur jistoreja energija f'kampon magnetiku waqt il-parti pożittiva tal-ciklu u jagħti din l-energija waqt il-parti negattiva tal-fornitur ta' potenza fsil. Jekk kurrent 'I' jiġi permezz tal-bobin għal induttanza L Henry, l-energija mistoża fil-bobin f'forma ta' kampon magnetiku tiġi definita b’
Il-potenza assosjata mal-induttanza hi potenza reattiva.
Il-Kapacitanza
Il-Kapacitanza hija l-proprjetà b'virtù ta' liema kapasitatur jistoreja energija f'kampon elettriku statiku waqt il-parti pożittiva tal-ciklu u jagħtilha waqt il-parti negattiva tal-fornitur. L-energija mistoża bejn żewġ plakji metalici paralelli ta' differenza ta' potenzjal elettriku V u kapacitanza C, tiġi espressa b’
Din l-energija hija mistoża f'forma ta' kampon elettriku statiku. Il-potenza assosjata mal-kapasitatur hija wkoll potenza reattiva.
Il-Potenza Attiva u Reattiva
Ikkonsideraw singlu faz power circuit fejn il-current taqsam mill-voltage b’angolu φ.
Lil-furaxa l-elettrika v = Vm.sinωt
Allura l-kurrent tafid fid-dħul i = Im. sin(ωt – φ).
Fehma, Vm u Im huma l-valuri massimu tal-furaxa elettrika u kurrent rispettivament.
Il-poterza instantanija tas-sistema hija data bl-
Poterza Attiva
Poterza Resistiva
Nikkunsidraw is-silġ li s-sistema singola ta’ poterza hi kompletament resistiva, dan ifisser li l-angolu bejn il-voltage u l-kurrent, jiġifieri φ = 0, u allura,
Mill-equazzjoni fuq huwa ċlear li, xiexja tkun il-valur ta’ ωt, il-valur ta’ cos2ωt ma jistax ikun akbar minn 1; allura il-valur ta’ p ma jistax ikun negattiv. Il-valur ta’ p huwa dejjem pożittiv indipendentiment mid-direzzjoni instantanija tal-voltage v u l-current i, jiġifieri li l-enerġija tiflux fl-id direzzjonali konvenzjonali, jiġifieri mill-sors għal il-load, u p huwa l-rata ta’ konsum ta’ enerġija mill-load, u dan jiġi qalulu poterza attiva. Minħabba li din il-poterza tigħmel minħabba l-effettu resistiv ta’ electrical circuit, allura darba waħda jgħidu ukoll Poterza Resistiva.
Il-Powr Reattiva
Il-Powr Induttiva
Issa l-ġejja f’kaz liċ-ċirkwit tal-powr f’faza waħda huwa kompletament induttiv, jiġifieri l-korrent jmiss wara t-voltaġġ b’anglu φ = + 90o. Ikkonsidra φ = + 90o
F’dan l-espressjoni, ssir stabbilit li l-powr qed taqdem fl-ewwel direzzjoni u meta n-nifs tad-darba tkun negattiva, mill-0o għal 90o, u n-nifs tad-darba positiva mill-90o għal 180o, u n-nifs tad-darba negattiva mill-180o għal 270o, u n-nifs tad-darba positiva mill-270o għal 360o. Għalhekk din il-powr hi alternativ fil-karatter, bl-frekwenza doppja tal-frekwenza tal-fornitura. Minkejja li l-powr taqdem fl-ewwel direzzjoni, minn is-sors għall-carico f’nifs tad-darba, u mill-carico għal is-sors f’nifs tad-darba li jmiss, il-valur medju ta’ din il-powr huwa żero. Għalhekk din il-powr ma taħdem ebda xogħol utili. Din il-powr tissejjaħ powr reattiva. Waqt li l-espressjoni tal-powr reattiva mhiela mhux relatata mal-ċirkwit induttiv, din il-powr tissejjaħ ukoll powr induttiva.
Tista’ tikteb li jekk il-ċirkwit huwa induttiv, l-enerġija tiġi magħżula bħala enerġija tal-magħnet fit-nifs tad-darba positiva, u tiġi erġa’ mill-baħar fit-nifs tad-darba negattiva, u l-rata b’liema din l-enerġija tagħmel xi ħoss, tissemma bħala powr reattiva tal-induttur jew powr induttiva, u din il-powr se tkun b’nifs tad-darba positiva u negattiva u l-valur net se jkun żero.
Il-Powar Kapassittiv
Ħalli naħseb il-ċirkwit tal-powar ta' faża waħda huwa kapassittiv, jiġifieri l-iktar ħal jipproċedi l-voltaġġ b'90o, għalhekk φ = – 90o.
Għalhekk fl-espressjoni tal-powar kapassittiv, taf daqs jkun li l-powar qiegħed jilgħas fi direzzjonijiet alternativi. Minn 0o sa 90o se jkun hemm siklu pożittiv, minn 90o sa 180o se jkun hemm siklu negattiv, minn 180o sa 270o se jkun dinwar hemm siklu pożittiv u minn 270o sa 360o se jkun dinwar hemm siklu negattiv. Allura dan il-powar huwa anke alternativ fil-natura, b'frekwenza żewġa mill-frekwenza tas-silġ. Għalhekk, kif il-powar induttiv, il-powar kapassittiv ma jagħmelx xebba ħsieb. Dan il-powar huwa wkoll powar reattiv.
Komponent Attiv u Reattiv tal-Powar
L-equazzjoni tal-enerġija tista' tikun iscritta mill-ġdid bħal
Din l-espressjoni għandha żewġ konsonanti; il-prima hi Vm. Im.cosφ(1 – cos2ωt) li qatt ma tgħaddi negattiva sabiex il-valur ta' (1 – cos2ωt) dejjem ikun akbar jew daqs zero imma ma jistax ikun valur negattiv.
Dak parte mill-equazzjoni tal-enerġija f’faza wahda jirrapreżenta l-espressjoni tal-enerġija reattiva li nisbiha bħala enerġija aċtiva jew verament aċtiva. Il-medja ta' din l-enerġija dejjem tkun fi valur mhux null ifisser, l-enerġija fi fis u jagħmel xogħol utili u għalhekk din l-enerġija nkunet ukoll miftuha bħala enerġija aċtiva jew verament aċtiva. Din parte mill-equazzjoni tal-enerġija turi l-enerġija reattiva li nisbiha bħala enerġija aċtiva jew verament aċtiva.
It-tieni termin huwa Vm. Im.sinφsin2ωt li ser ikun fuq sikli posittivi u negattivi. Għalhekk, il-medja ta' din il-komponenti tkun null. Din il-komponenti hija magħrufa bħala komponenti reattiva sabiex tiftaħ u tagħmel it-torokk mal-linja mingħajr ma tagħmel xogħol utili.
L-enerġija aċtiva u l-enerġija reattiva għandhom id-dimensjonijiet stess ta' watts imma biex inqasam il-fatt li l-komponenti reattiva tirrapreżenta l-enerġija mhux aċtiva, hi tmisjiha b'mod ta' volt-amper reattivi jew VAR.
L-enerġija f’faza wahda tiferfi l-sistema ta' distribuzzjoni fejn; kollox it-tensjonijiet jiżgħaw fl-istess mod. Tista' tkun ġenerata bsemplicement biex timxi spira fil-għadab magnetiku jew biex il-għadab jimxi għal spira statwarja. It-tensjoni alternanti u l-kurrent alternanti li jingħdumu, għalhekk huma magħrufa bħala tensjoni f’faza wahda u kurrent. Tipi differenti ta' ċirkwit jirrispondu b'mod differenti għall-applikazzjoni ta' input sinusoidali. Nixtieq niżżid tipi differenti ta' ċirkwit waħdan wara l-ieħor li jinkludu l-resistanza elettrika biss, kapacità biss u induttanza biss, u kombinazzjoni ta' dawn is-sitwa u nsegwix l-equazzjoni tal-enerġija f’faza wahda.
L-Equazzjoni tal-enerġija f’faza wahda għal ċirkwit purament resistanziali
Ħalli nżur il-kalkul tal-potenza ta' fasa wahda għalċirkujt li huma purament reżistivi. Il-ċirkujt li jikkonsisti fil-resistenza ohmika pura huwa fit-sors tal-volttagġ ta' volttagġ V, huwa tasswera hawn taħt.
Fejn, V(t) = il-volttagġ instantanju.
Vm = il-valur massimu tal-volttagġ.
ω = il-veloċità angolari f'radijani/sekonda.
Skont il-legi ta' Ohm,
Bisostituwjent tal-valur ta' V(t) fis-silġa mhuxxi, nitqiegħu,
Mill-equazzjonijiet (1.1) u (1.5) hija ċara li V(t) u IR huma fi fazza. Għalhekk, fl-każ tal-resistenza ohmika pura, ma jkunx hemm żvilġ fil-fazza bejn it-voltaggi u l-kurrenti, jiġifieri, huma fi fazza kif tasswera fil-graf (b).
Il-potenza instantanja,
Minn l-equazzjoni tal-potenza ta' fasa wahda (1.8) hija ċara li l-potenza tkun minn żewġ termini, waħed konstanti, jiġifieri,
u l-ieħor fluttuant, jiġifieri,
Il-valur ta' dan huwa null għal siklu komplut. Għalhekk, il-potenza permezz tal-resistenza ohmika pura tinsab bħal u tasswera fil-graf (c).
Ekwazzjoni tal-Potenza ta' Faża Wahda għal Ċirkuwit Induttivi żgħar
Il-induttur hu komponent passiv. Meta l-AC tipprossegwi fl-induttur, hu jopponi t-tixtri tal-kurrent permezz ta' għeniena tal-emf. Għalhekk, il-voltaġġ applikat mhux biss jċassar permezz ta' dawk, imma jkollu jieqaf mal-emf prodott. Il-ċirkuwit li konsisti f'induttur żgħar permezz ta' sors ta' voltaġġ sinusoidali Vrms hu mostrat fil-figgura hawn taħt.
Nafu li l-voltaġġ fuq l-induttur hu dat bħal,
Għalhekk mill-ekwazzjoni tal-potenza ta' faża wahda fuq, hu qari daqs li I jiġi apposta V b'π/2 jew bil-kelma oħra V jiġi qabel I b'π/2, meta l-AC tipprossegwi fl-induttur, jiġifieri I u V mhumiex f'fażi kif mostrat fil-figgura (e).
Il-potenza instantanija hu dat bħal,
Hawn, il-formula tal-potenza ta' faża wahda tiġi biss minn termini varjanti u l-valur tal-potenza għal ċiklu kbir hu null.
Ekwazzjoni tal-Potenza ta' Faża Wahda għal Ċirkuwit Kapasitivi żgħar
Meta l-AC jiġiż-żarġa tal-kapazzitar, jkun qabel biex jinħalas sal-valur massimu u mhux biss. Il-voltatt fil-kapazzitar hija miftuha b’hekk,
Mhux biss minn fuq jkun ċlear li mill-single phase power calculation ta' I(t) u V(t) li f'każ tal-kapazzitar il-kurrent jidħol qabel il-voltatt bl-anglu ta' π/2.
Il-potenza tal-kapazzitar tikkonsisti biss mimma fluttwanta u l-valur tal-potenza għal dawl kollu huwa żero.
Equazzjoni ta' Potenza ta' Faza Wahda għal Sistemi RL
Ħafna rezistent ohmiku puro u induttur huma miktubba fis-silġx kif turi l-figura (g) fuq sors ta' voltagġ V. Il-mitla fil-R se tkun VR = IR u fil-L se tkun VL = IXL.
Dawn il-mitli tal-voltagġ huma turi bl-forma ta' trianglu tal-voltagġ kif turi l-figura (i). Il-vettur OA jirrapprezenta l-mitla fil-R = IR, il-vettur AD jirrapprezenta l-mitla fil-L = IXL u l-vettur OD jirrapprezenta l-resultant ta' VR u VL.
huwa l-impediment tal-ċirkwit RL.
Minn dikjaratura vettorjali huwa ċar li V qabel I u l-anglu tal-faża φ huwa mhux,
Flimkien, il-potenza għandha żewġ termini, waħda termin kostanti 0.5 VmImcosφ u l-oħra termin fluktuanti 0.5 VmImcos(ωt – φ) li d-dħul tiegħu huwa sifr għal l-kelb.
Allura, biss il-parti kostanti toħroġ lil potenza verament konsumata.
Allura, il-potenza, p = VI cos Φ = (voltagġ rms × kurrent rms × cosφ) watts
Lieh, cosφ jgħidulha fattur tal-potenza u jgħidulha,
I jista' jiġi risolvut fi żewġ komponenti rettangolari Icosφ fuq V u Isinφ perpendikulari għal V. Biss Icosφ jikkontribwixxi għal potenza verament. Allura, biss VIcosφ jgħidulha komponent wattfull jew attiv u VIsinφ jgħidulha komponent wattless jew reattiv.
Equazzjoni tal-Potenza ta' Faża Wahda għal Sistemi RC
Nafu li l-kurrent fi kapacità pura jidher qabel il-voltàġġ u fi reżistanza ohmika pura huwa fil-faża stess. Taliex, il-kurrent kumulattiv jidher qabel il-voltàġġ b'anglu ta' φ fis-sistema RC. Jekk V = Vmsinωt u I se tkun Imsin(ωt + φ).
Il-potenza hi tista' tkun waħda u sliema bħal sistema R-L. Differenzi minn sistema R-L, il-fattur tal-potenza elettrika jidher qabel fis-sistema R-C.
Definizzjoni tal-Potenza ta' Tril-Faża
Tfittxija tal-potenza tril-faża hija aktar ekonomika milli tfittxija tal-potenza ta' fazza wahda. Fis-sistema tal-potenza elettrika tril-faża, it-tlisien tal-voltàġġ u l-kurrent huma 120o off-set fit-tnaxxa ta' kull siklu tal-potenza. Dan ifisser li; kull tlisien tal-voltàġġ għandu differenza ta' faz 120o mal-aktar tlisien tal-voltàġġ u kull tlisien tal-kurrent għandu differenza ta' faz 120o mal-aktar tlisien tal-kurrent. Il-definizzjoni tal-potenza tril-faża tista' taffermi li fis-sistema elettrika, tliet potenzijiet individwali ta' fazza wahda jiġu trasportati permezz ta' tliet sirkit tal-potenza separati. Il-voltàġġ ta' dawn it-tliet potenzijiet huma 120o differenti fl-ewwel minn wieħed l-ieħor. Fl-istess mod, il-kurrent ta' dawn it-tliet potenzijiet huma wkoll 120o differenti fl-ewwel minn wieħed l-ieħor. Sistema tril-faża ideali timplika sistema bilanċata.
Sistema tri-fas ta' stell u delta jgħidu ma jiġix bilanċjat meta tara minn tliet voltijiet mhux ugwal jew meta l-anglu bejn dawn il-fasi ma jiġix esattament 120o.
Vantaggi tas-Sistema Tri-Fas
Hemm ħafna raġunijiet li għalihom din il-enerġija hi aktar preferibbli mill-enerġija f’faz unika.
L-equazzjoni tal-enerġija f’faz unika hi
Li hija funzjoni dependenti mill-ħin. L-ekwazzjoni tal-enerġija tri-fas, inkella, hi
Li hija funzjoni kostanti mhux dependenti mill-ħin. Għalhekk, l-enerġija f’faz unika hi fluttwanti. Dan normalment ma jaffettux il-motori b’gradiż żgħir, iżda fil-motori b’gradiż akbar, jagħmlu vibrazjonijiet eċċessivi. Għalhekk, l-enerġija tri-fas hija aktar preferibbli għall-karigi ta’ potenza mitqiesa.Il-gradiż tas-sistema tri-fas huwa 1.5 darba akbar mill-gradiż tas-sistema f’faz unika ta’ stess daqs.
Il-motor induttiv f’faz unika ma jkollux torċa ta’ avvjo, għalhekk għandna nprovdiemu mezzi ausiljarji ta’ avvjo, iżda l-motor induttiv tri-fas huwa avvja sewwa – ma rikiedux mezzi ausiljarji.
Il-fattur tal-potenza u l-effiċjenza, kollox huma akbar fis-sistema tri-fas.
Equazzjoni tal-Potenza Tri-Fas
Għal determinazzjoni, l-espressjoni tal-equazzjoni tal-potenza tri-fażi jiġi considerata l-isitazzjoni ideali fejn il-sistema tri-fażi hija bilanżata. Dik li f'dawn il-kondizzjonijiet, il-voltàġġ u l-kurrenti f'kull fażi huma differenti mill-fażi adjasenti b'120o u l-amplitudni ta' kull onda ta' kurrent huwa l-istess, u similarment l-amplitudni ta' kull onda ta' voltàġġ huwa l-istess. Il-differenza angolari bejn il-voltàġġ u l-kurrenti f'kull fażi tas-sistema tri-fażi hija φ.
F'dan il-każ, il-voltàġġ u l-kurrenti tal-fażi rossa jkunu
rispettivament.
Il-voltàġġ u l-kurrenti tal-fażi għalba jkunu-
rispettivament.
U l-voltàġġ u l-kurrenti tal-fażi blu jkunu-
rispettivament.
Għalhekk, l'espressjoni tal-potenza istantanea fil-fażi rossa hi –
Similarment, l'espressjoni tal-potenza istantanea fil-fażi għalba hi –
Similarment, l'espressjoni tal-potenza istantanea fil-fażi blu hi –
Il-potenza totali tri-fażi tas-sistema hija l-summazzjoni tal-potenza individwali f'kull fażi-
L-espressjoni mhux miftuha tal-potenza turi li l-potenza istantanea totali hija kostanti u uguale għal tersa tal-potenza reale f'kull fażi. Fid-determinazzjoni tal-potenza f'faż unika, sibna li hemm komponenti ta' potenza reattiva u attiva, iżda f'kas ta' espressjoni tal-potenza tri-fażi, l-potenza istantanea hija kostanti. Fattar importanti huwa li f'sistema tri-fażi, l-potenza reattiva f'kull fażi individwali ma tkunx zero, iżda l-summa tagħhom f'kull momento hija zero.
Il-poeġa reattiva hija l-forma tal-enerġija magneżika, li tiflu għal kull unit ta' ħin fi ċirkwit elettriku. L-unità tagħha hi il-VAR (Volt Ampere Reattiv). Din il-poeġa ma tistax tuża fil-ċirkwit AC. Imma, fi ċirkwit DC elettriku tista' tittrasforma f'tnejn meta kummutatur cariġat jew induttur jiġi mikknessunat mal-aħjar, l-enerġija miktuna fl-element tittrasforma ft-tnejn. Is-sistema tagħna tal-poeġa topera fuq sistema AC u l-akbar parti tal-karigi li nużaw fit-tajjeb tagħna huma induktivi jew kapasitivi, għalhekk il-poeġa reattiva hija konċett b'mod kbir importanti mill-perspettiva elettrika.
Sors: Electrical4u.
Dikjarazzjoni: Respekt għall-oġinal, artikoli aġejji żgħażżijiet, jekk jkun hemm infringement jogħġbok ikkuntattja lil naqss.
