Активная, реактивная и полная (кажущаяся) мощности
Другими словами активную мощность можно назвать: фактическая, настоящая, полезная, реальная мощность. В цепи постоянного тока мощность, питающая нагрузку постоянного тока, определяется как простое произведение напряжения на нагрузке и протекающего тока, то есть
потому что в цепи постоянного тока нет понятия фазового угла между током и напряжением. Другими словами, в цепи постоянного тока нет никакого коэффициента мощности.
Но при синусоидальных сигналах, то есть в цепях переменного тока, ситуация сложнее из-за наличия разности фаз между током и напряжением. Поэтому среднее значение мощности (активная мощность), которая в действительности питает нагрузку, определяется как:
В цепи переменного тока, если она чисто активная (резистивная), формула для мощности та же самая, что и для постоянного тока: P = U I.
Формулы для активной мощности
P = U I — в цепях постоянного тока
P = U I cosθ — в однофазных цепях переменного тока
P = √3 UL IL cosθ — в трёхфазных цепях переменного тока
P = √ (S 2 – Q 2 ) или
P =√ (ВА 2 – вар 2 ) или
Активная мощность = √ (Полная мощность 2 – Реактивная мощность 2 ) или
кВт = √ (кВА 2 – квар 2 )
Реактивная мощность (Q)
Также её мощно было бы назвать бесполезной или безваттной мощностью.
Мощность, которая постоянно перетекает туда и обратно между источником и нагрузкой, известна как реактивная (Q).
Реактивной называется мощность, которая потребляется и затем возвращается нагрузкой из-за её реактивных свойств. Единицей измерения активной мощности является ватт, 1 Вт = 1 В х 1 А. Энергия реактивной мощности сначала накапливается, а затем высвобождается в виде магнитного поля или электрического поля в случае, соответственно, индуктивности или конденсатора.
Реактивная мощность определяется, как
и может быть положительной (+Ue) для индуктивной нагрузки и отрицательной (-Ue) для емкостной нагрузки.
Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивный (вар): 1 вар = 1 В х 1 А. Проще говоря, единица реактивной мощности определяет величину магнитного или электрического поля, произведённого 1 В х 1 А.
Формулы для реактивной мощности
Реактивная мощность = √ (Полная мощность 2 – Активная мощность 2 )
квар = √ (кВА 2 – кВт 2 )
Полная мощность (S)
Полная мощность – это произведение напряжения и тока при игнорировании фазового угла между ними. Вся мощность в сети переменного тока (рассеиваемая и поглощаемая/возвращаемая) является полной.
Комбинация реактивной и активной мощностей называется полной мощностью. Произведение действующего значения напряжения на действующее значение тока в цепи переменного тока называется полной мощностью.
Она является произведением значений напряжения и тока без учёта фазового угла. Единицей измерения полной мощности (S) является ВА, 1 ВА = 1 В х 1 А. Если цепь чисто активная, полная мощность равна активной мощности, а в индуктивной или ёмкостной схеме (при наличии реактивного сопротивления) полная мощность больше активной мощности.
Формула для полной мощности
Полная мощность = √ (Активная мощность 2 + Реактивная мощность 2 )
kUA = √(kW 2 + kUAR 2 )
Следует заметить, что:
- резистор потребляет активную мощность и отдаёт её в форме тепла и света.
- индуктивность потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме магнитного поля.
- конденсатор потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме электрического поля.
Все эти величины тригонометрически соотносятся друг с другом, как показано на рисунке:
Пример расчета реактивной мощности
Пример расчета реактивной мощности:
Фактическая мощность (P) = 400 кВт
1 Базовый коэффициент мощности (cos φ ) = 0,70
2 Требуемый коэффициент мощности (cos φ ) = 0,94
Постоянный множитель из таблицы = 0,66
Потребная реактивная мощность:
Qc = P x постоянный множитель = 400 x 0,66 = 264 квар
Необходимо учитывать, что если полностью компенсировать реактивную мощность и задать cos φ равной или близкой к единице, возникает большая вероятность перекомпенсации, которая возникает по разным причинам в т.ч. и за счет переменной величины активной мощности.
Можно рекомендовать значения cos φравный 0,95…0,96.
Фактическая мощность — это потребляемая активная мощность электроустановки.
Реактивная мощность в приведенном примере будет являться расчетной мощностью электроустановки.
Необходимо учитывать, что установленная мощность больше расчетной, так как она рассчитывается с учетом коэффициента спроса (использования).
Таблица определения реактивной мощности конденсаторной установки — КРМ (кВАр) необходимой для достижения заданного cos(φ)
КРМ (кВАр) = Pa х (tg(φ1)-tg(φ2))
КРМ (кВАр) = Pa х K =Активная мощность [кВт] х коэффициент K
Pa = S х cos(φ) = Полная мощность х cos (φ)
tg(φ1+φ2) согласуются со значениями cos (φ) в таблице.
ПРИМЕР:
Активная мощность двигателя: P=100 кВт
Действующий cos (φ) 0.60
Требуемый cos (φ) 0.90
Коэффициент K из таблицы 0.85
Необходимая реактивная мощность КРМ (кВАр) = 100 х 0.85=85 кВАр
Как посчитать реактивную мощность зная активную и косинус фи
Электрическая мощность определяет, сколько было потрачено электроэнергии за единицу времени. Чем выше показатель мощности, тем больший объём работы сможет проделать электроприбор.
Киловольт-ампер (кВА) — абсолютная мощность переменного тока. Является фиксированной величиной для конкретного прибора.
Киловатт (кВт) — активная мощность, потребляемая/вырабатываемая прибором с энергией 1 кВт в течение 1 часа. Определяет мощность устройства.
Косинус фи (cos φ) — коэффициент мощности (потерь), который показывает соотношение кВт к кВА. Косинус фи говорит о наличии в сети искажений, которые возникают при подключении. Максимальное и идеальное его значение — единица.
Расшифровка коэффициента мощности (cos φ):
- 1 – оптимальное значение
- 0.95 – хороший показатель
- 0.90 – удовлетворительный показатель
- 0.80 – средний показатель (характерно для современных электродвигателей)
- 0.70 – низкий показатель
- 0.60 – плохой показатель
Перевести кВА в кВт, а также рассчитать коэффициент мощности можно, воспользовавшись нашим калькулятором онлайн.
Заполните, пожалуйста, любые 2 поля и нажмите кнопку «Рассчитать».
кВт/кВА кВт/Cosφ(Tgφ) кВА/Cosφ(Tgφ)
Рассчитать