Com trobar la potència en un circuit de CA

L'alimentació de CA no és el mateix que l'alimentació de CC. Tothom sap que el corrent continu és capaç d'escalfar una càrrega activa R. I si comenceu a alimentar un circuit que conté un condensador C amb corrent continu, tan bon punt es carregui, aquest condensador no passarà més corrent pel circuit.

La bobina L en un circuit de corrent continu pot comportar-se normalment com un imant, especialment si conté un nucli ferromagnètic. En aquest cas, el cable de la bobina que té una resistència activa no serà de cap manera diferent de la resistència R connectada en sèrie amb la bobina (i del mateix valor que la resistència ohmica del cable de la bobina).

De qualsevol manera, en un circuit de corrent continu on la càrrega només consta d'elements passius, processos transitoris acaben gairebé tan bon punt comença a alimentar-se i ja no es mostren.

Elements de corrent altern i reactius

Pel que fa a un circuit de corrent altern, en ell els transitoris són de la importància més important, si no decisiva, i qualsevol element d'aquest circuit capaç no només de dissipar energia en forma de calor o treball mecànic, sinó també capaç de fer el mínim possible. acumular energia en forma de camp elèctric o magnètic afectarà el corrent, provocant una mena de resposta no lineal, depenent no només de l'amplitud de la tensió aplicada, sinó també de la freqüència del corrent que passa.

Així, amb el corrent altern, l'energia no només es dissipa en forma de calor sobre els elements actius, sinó que part de l'energia s'acumula successivament i després es torna a la font d'alimentació. Això significa que els elements capacitius i inductius resisteixen el pas del corrent altern.

En el circuit corrent altern sinusoïdal El condensador es carrega primer durant la meitat del període, i durant el següent mig període es descarrega, tornant la càrrega a la xarxa elèctrica, i així successivament cada mig període de l'ona sinusoïdal de la xarxa. Un inductor en un circuit de CA crea un camp magnètic durant el primer quart d'un període, i durant el següent quart d'aquest camp magnètic disminueix, l'energia en forma de corrent torna a la font. Així és com es comporten les càrregues purament capacitives i purament inductives.

Amb una càrrega purament capacitiva, el corrent condueix la tensió en una quarta part del període de l'ona sinusoïdal de la xarxa, és a dir, en 90 graus, si es veu trigonomètricament (quan la tensió del condensador arriba al màxim, el corrent a través d'ell és zero. , i quan la tensió comenci a passar de zero, el corrent al circuit de càrrega serà màxim).

Amb una càrrega purament inductiva, el corrent retarda la tensió en 90 graus, és a dir, s'endarrereix una quarta part del període sinusoïdal (quan la tensió aplicada a la inductància és màxima, el corrent només comença a augmentar). Per a una càrrega purament activa, el corrent i la tensió no es queden enrere en cap moment del temps, és a dir, estan estrictament en fase.

Potència total, reactiva i activa, factor de potència

Resulta que si la càrrega del circuit de corrent altern no és perfectament activa, els components reactius hi estan necessàriament presents: aquells amb un component inductiu dels bobinatges de transformadors i màquines elèctriques, condensadors i altres elements capacitius amb un component capacitiu, fins i tot només la inductància dels cables, etc. .n.

Com a resultat, en un circuit de CA, la tensió i el corrent estan fora de fase (no en la mateixa fase, el que significa que els seus màxims i mínims no coincideixen amb el màxim, amb el màxim i el mínim amb el mínim exactament) i sempre hi ha un cert retard del corrent de la tensió per un angle determinat, que se sol anomenar phi. I es diu la magnitud del cosinus phi factor de potència, ja que el cosinus phi és en realitat la relació entre la potència activa R, consumida irremeiablement en el circuit de càrrega, a la potència total S que passa necessàriament per la càrrega.

La font de tensió de CA subministra la potència total S al circuit de càrrega, una part d'aquesta potència total es retorna cada quart del període a la font (aquella part que torna i va d'anada i tornada s'anomena component reactiu Q), i una part es consumeix en forma de potència activa P, en forma de calor o treball mecànic.

Perquè una càrrega que conté elements reactius funcioni com es pretén, ha d'estar alimentada per una font d'energia elèctrica a plena potència.

Com calcular la potència aparent en un circuit de CA

Per mesurar la potència total S de la càrrega en el circuit de corrent altern, n'hi ha prou amb multiplicar el corrent I i la tensió U, o més aviat els seus valors mitjans (efectius), que són fàcils de mesurar amb un voltímetre i un amperímetre de corrent altern ( aquests dispositius mostren exactament el valor mitjà efectiu, que per a una xarxa monofàsica de dos cables és inferior a l'amplitud 1.414 vegades). D'aquesta manera, sabràs quanta potència passa de la font al receptor. Els valors mitjans es prenen perquè en una xarxa convencional el corrent és sinusoïdal i hem d'obtenir el valor exacte de l'energia consumida cada segon.

Com calcular la potència activa en un circuit de CA

Si la càrrega és de naturalesa purament activa, per exemple, és una bobina de calefacció de nicrom o una làmpada incandescent, només podeu multiplicar les lectures de l'amperímetre i el voltímetre, aquest serà el consum d'energia activa P. Però si la càrrega té una naturalesa activa-reactiva, llavors el càlcul haurà de conèixer el cosinus phi, és a dir, el factor de potència.

Dispositiu de mesura elèctric especial - mesurador de fase, us permetrà mesurar directament el cosinus phi, és a dir, obtenir el valor numèric del factor de potència. Coneixent el cosinus phi, queda multiplicar-lo per la potència total S, el mètode de càlcul de la qual es descriu al paràgraf anterior. Aquesta serà la potència activa, el component actiu de l'energia consumida per la xarxa.

Com calcular la potència reactiva

Per trobar la potència reactiva, n'hi ha prou amb utilitzar el corol·lari del teorema de Pitàgores, establint el triangle de potències o simplement multiplicar la potència total per la sinusoide.