Qanday isbotlaysizki mekanik ishni aktiv quvvat emas, reaktiv quvvat javobgar emas?

Qanday qilib faollash amaliy ishni yaratadigan quvvat emas, reaktiv quvvat ekanligini isbotlash mumkin

Faollash quvvati (Active Power, P) amaliy ishni yaratadigan quvvat, reaktiv quvvat (Reactive Power, Q) emasligini isbotlash uchun, elektr energiyasi tizimlari fizik prinsiplarini va energiya o'zgarishining tabiatini ko'rib chiqishimiz mumkin. Quyida aniqroq tushuntirish berilgan:

1. Faollash va reaktiv quvvatlar haqida ta'riflar

Faollash quvvati P: Faollash quvvati AC shematda ishlatiladigan asosiy elektr energiyasini ifodalaydi, bu energiya foydali ishga aylanadi. Bu qudratlantiruvchi elementlar bilan bog'liq bo'lib, elektr energiyasining boshqa energiya shakllariga (masalan, issiqlik yoki mekhanik energiya) aylanishini anglatadi. Faollash quvvati birligi vatt (W).

Reaktiv quvvati Q: Reactiv quvvat inductiv yoki kapasitiv elementlar orqali manba va yuk o'rtasida osillatsiya qiluvchi elektr energiyasining qismi. U to'g'ridan-to'g'ri foydali ishni bajarmaydi, lekin tizimdagi voltaj va intensitet tarqalishiga ta'sir etadi, shuning uchun samaradorlikka ta'sir etadi. Reactiv quvvat birligi volt-amper reaktiv (VAR).

2. Quvvat koeffitsienti va fazaviy farq

AC shematda, intensitet va voltaj orasidagi fazaviy farq faollash quvvati va reaktiv quvvat orasidagi nisbatni belgilaydi. Quvvat koeffitsienti cos(ϕ) bu fazaviy farqni o'lchovchilik, bu yerda ϕ intensitet va voltaj orasidagi fazaviy burchak.

Agar ϕ=0 bo'lsa, intensitet va voltaj fazada bir xil, faqat faollash quvvati mavjud, reaktiv quvvat yo'q. Bu toqdir faqat qudratli yuklar uchun ko'nikadir.

Agar ϕ≠0 bo'lsa, intensitet va voltaj fazada bir xil emas, shuning uchun faollash va reaktiv quvvatlar ham mavjud. Induktiv yuklar (masalan, motorlar) uchun, intensitet voltajdan oldin keladi; kapasitiv yuklar uchun, intensitet voltajdan keyin keladi.

3. Energiya o'zgarishi perspektivasi

Faollash quvvati fizik ma'nosi:

Faollash quvvati, qudratli elementlar orqali elektr energiyasini boshqa energiya shakllariga (mekhanik energiya yoki issiqlik) aylantiradi. Misol uchun, motorlarda, faollash quvvati yukning qarshiliqga yengiladi, rotor harakatlanishini ta'minlaydi va mekhanik ishni yaratadi.

Faollash quvvati hajmi tizimda faktiki energiya sarflanganligini belgilaydi, shuning uchun u foydali ishni bajarishga doir bo'lgan quvvatdir.

Reaktiv quvvat fizik ma'nosi:

Reaktiv quvvat to'g'ridan-to'g'ri foydali ishni bajarishi emas, balki inductiv yoki kapasitiv elementlardagi magnit yoki elektr maydonlarda energiya saqlanishiga bog'liq. U manba va yuk o'rtasida osillatsiya qiladi, ammo umumiy mekhanik ish yaratmaydi.

Reaktiv quvvat asosiy vazifasi shematdagi voltaj darajalarini saqlash va magnit yoki elektr maydonlarni tashkil etish va saqlashni ta'minlashdir. U to'g'ridan-to'g'ri ish bajarishi kerak emas, lekin tizimning qonuniy ishlash uchun zarur.

4. Elektr motori misoli

Elektr motorini misol sifatida ko'rsatilsa, faollash quvvati va reaktiv quvvat orasidagi farq aniqroq bo'lib boradi:

Faollash quvvati: Motorlarda, faollash quvvati yukning qarshiliqga yengiladi, rotor harakatlanishini ta'minlaydi va mekhanik ishni yaratadi. Bu quvvatning qismi so'ngra mekhanik energiyaga aylanadi, masalan, pompa yoki ventilatorlarni ta'minlaydi.

Reaktiv quvvat: Motorlarda, reaktiv quvvat rotor va stator orasidagi magnit maydonni tashkil etish va saqlash uchun ishlatiladi. Bu magnit maydon motorning ishlashiga zarur, lekin to'g'ridan-to'g'ri mekhanik ishni yaratmaydi. Reactiv quvvat manba va motor o'rtasida osillatsiya qiladi, foydali mekhanik energiyaga aylanmaydi.

5. Energiya saqlanish qonuni

Energiya saqlanish qonuni bo'yicha, tizimga kiruvchi elektr energiyasi chiqqan energiya (mekhanik yoki issiqlik energiyasi) va yo'qotilgan energiya (masalan, qudratli yo'qotmalar) bilan teng bo'lishi kerak. Faollash quvvat tizimda faktiki sarflangan va foydali ishga aylanadigan elektr energiyasi hisoblanadi, reaktiv quvvat esa vorislik yoki elektr maydonlarda vorislik sifatida saqlanadi va to'g'ridan-to'g'ri foydali ishga aylanmaydi.

6. Matematik ifoda

Uch fazali AC shematda, jami kuzatilgan quvvat S (Apparent Power) quyidagicha ifodalash mumkin:

Bu yerda:

• P - faollash quvvati, vattda (W) o'lchanadi.

• Q - reaktiv quvvat, volt-amper reaktivda (VAR) o'lchanadi.

Faollash quvvati P quyidagi formulada hisoblanadi:

Reaktiv quvvat Q quyidagi formulada hisoblanadi:

Bu yerda, V - chast, I - intensitet, ϕ - intensitet va voltaj orasidagi fazaviy burchak.

7. Xulosa

• Faollash quvvat tizimda sarflangan va foydali ishga aylanadigan asosiy quvvatdir, masalan, mekhanik yoki issiqlik energiyasi. U qudratli elementlar bilan bog'liq bo'lib, mekhanik ishni yaratishi mumkin.

• Reaktiv quvvat inductiv yoki kapasitiv elementlar bilan bog'liq bo'lgan quvvatdir, u manba va yuk o'rtasida osillatsiya qiladi. U magnit yoki elektr maydonlarni saqlaydi, lekin to'g'ridan-to'g'ri foydali ishni bajarishi emas.

Shunday qilib, faollash quvvat mekhanik ishni yaratadigan quvvat, reaktiv quvvat esa, tizimning qonuniy ishlashi uchun muhim, lekin to'g'ridan-to'g'ri foydali ishni bajarishi emas. Reactiv quvvat energiya uzatish jarayonini qo'llab-quvvatlaydi, magnit yoki elektr maydonlarni saqlaydi.