برق فعال چرا جبران توان راکتیو مورد نیاز است؟

محاسبه انرژی الکتریکیکه توسط یک وسیله برقی خانگی یا صنعتی استفاده می شود، معمولاً با در نظر گرفتن توان کل جریان الکتریکی عبوری از مدار الکتریکی مورد اندازه گیری ساخته می شود.
در این مورد، دو شاخص شناسایی می شود که نشان دهنده هزینه تمام قدرت در هنگام سرویس دهی به مصرف کننده است. این شاخص ها انرژی فعال و راکتیو نامیده می شوند. توان کل مجموع این دو شاخص است.

قدرت کامل

طبق روال ثابت شده، مصرف کنندگان برای برق مفیدی که مستقیماً در خانه استفاده می شود، هزینه نمی پردازند، بلکه برای برق کاملی که توسط تامین کننده تامین می شود، هزینه می پردازند. این شاخص ها با واحدهای اندازه گیری متمایز می شوند - توان کل بر حسب ولت آمپر (VA) و توان مفید - بر حسب کیلووات اندازه گیری می شود. برق اکتیو و راکتیو توسط تمام وسایل برقی که از شبکه تغذیه می شوند استفاده می شود.

برق فعال

جزء فعال توان کل کار مفیدی را انجام می دهد و به انواع انرژی مورد نیاز مصرف کننده تبدیل می شود. برای برخی از لوازم برقی خانگی و صنعتی، توان اکتیو و ظاهری در محاسبات با یکدیگر مطابقت دارند. از جمله این وسایل می توان به اجاق برقی، لامپ رشته ای، اجاق برقی، بخاری، اتو و اتو پرس و ... اشاره کرد. اگر گذرنامه قدرت فعال 1 کیلو وات را نشان دهد، قدرت کل چنین دستگاهی 1 کیلو ولت آمپر خواهد بود.

مفهوم الکتریسیته راکتیو

این نوع الکتریسیته در مدارهایی که حاوی عناصر راکتیو هستند ذاتی است. الکتریسیته راکتیو بخشی از کل توان ورودی است که صرف کار مفید نمی شود. در مدارهای DC مفهوم توان راکتیو وجود ندارد. در زنجیر ACجزء راکتیو تنها زمانی رخ می دهد که یک بار القایی یا خازنی وجود داشته باشد. در این حالت بین فاز جریان و فاز ولتاژ عدم تطابق وجود دارد. این تغییر فاز بین ولتاژ و جریان با علامت "φ" نشان داده می شود. با بار القایی در مدار، تاخیر فاز مشاهده می شود، در حالی که با بار خازنی، پیشروی می کند. بنابراین تنها بخشی از توان کامل به دست مصرف کننده می رسد و تلفات اصلی به دلیل گرمایش بی فایده دستگاه ها و ابزار در حین کار رخ می دهد. تلفات برق به دلیل وجود دستگاه های الکتریکیسیم پیچ ها و خازن های القایی به دلیل آنها، الکتریسیته برای مدتی در مدار جمع می شود. پس از این، انرژی ذخیره شده به مدار باز می گردد. دستگاه هایی که توان مصرفی آنها شامل یک جزء راکتیو الکتریسیته می شود شامل ابزارهای برقی قابل حمل، موتورهای الکتریکی و انواع مختلف می باشد لوازم خانگی. این مقدار با در نظر گرفتن یک ضریب توان ویژه که به عنوان cos φ تعیین می شود محاسبه می شود.

محاسبه الکتریسیته راکتیو

ضریب توان از 0.5 تا 0.9 متغیر است. مقدار دقیق این پارامتر را می توان در برگه اطلاعات دستگاه الکتریکی یافت. توان ظاهری باید به عنوان توان فعال تقسیم بر ضریب تعیین شود. به عنوان مثال، اگر پاسپورت یک مته برقی قدرت 600 وات و مقدار 0.6 را نشان دهد، کل توان مصرفی دستگاه برابر با 600/06، یعنی 1000 VA خواهد بود. در صورت عدم وجود پاسپورت برای محاسبه توان کل دستگاه، ضریب را می توان برابر با 0.7 در نظر گرفت. از آنجایی که یکی از وظایف اصلی سیستم های منبع تغذیه موجود، تحویل است قدرت مفیدبرای مصرف کننده نهایی، تلفات توان راکتیو یک عامل منفی در نظر گرفته می شود و افزایش این شاخص کارایی مدار الکتریکی را به عنوان یک کل زیر سوال می برد.

مقدار ضریب هنگام در نظر گرفتن ضرر.

هر چه مقدار ضریب توان بیشتر باشد، تلفات کمتر خواهد بود برق فعال- به این معنی که انرژی الکتریکی مصرفی برای مصرف کننده نهایی هزینه کمی کمتر خواهد داشت. به منظور افزایش مقدار این ضریب، از تکنیک های مختلفی در مهندسی برق برای جبران تلفات غیرهدف برق استفاده می شود. دستگاه های جبران کننده مولدهای جریان پیشرو هستند که زاویه فاز بین جریان و ولتاژ را صاف می کنند. گاهی اوقات از بانک های خازنی برای همین منظور استفاده می شود. آنها به صورت موازی به مدار عملیاتی متصل می شوند و به عنوان جبران کننده سنکرون استفاده می شوند.

محاسبه هزینه برق برای مشتریان خصوصی.

برای استفاده فردی، برق فعال و راکتیو در صورتحساب ها از هم جدا نمی شوند - در مقیاس مصرف، سهم انرژی راکتیو کم است. بنابراین، مشترکین خصوصی با مصرف برق تا 63 A یک قبض پرداخت می کنند که در آن تمام برق مصرفی فعال در نظر گرفته می شود. تلفات اضافی در مدار برای الکتریسیته راکتیو به طور جداگانه تخصیص داده نمی شود و پرداخت نمی شود. حسابداری برق راکتیو برای شرکت ها مورد دیگر شرکت ها و سازمان ها هستند. در محل تولیدو کارگاه های صنعتی تعداد زیادی تجهیزات الکتریکی نصب شده است و در کل برق تامین شده بخش قابل توجهی از انرژی راکتیو وجود دارد که برای کارکرد منابع تغذیه و موتورهای الکتریکی لازم است. برق اکتیو و راکتیو عرضه شده به بنگاه ها و سازمان ها نیازمند تفکیک واضح و روش پرداخت متفاوتی برای آن است. در این صورت مبنای تنظیم روابط بین شرکت تامین برق و مصرف کنندگان نهایی یک قرارداد استاندارد است. طبق قوانین تعیین شده در این سند، سازمان هایی که برق بالای 63 A مصرف می کنند به دستگاه خاصی نیاز دارند که قرائت انرژی راکتیو را برای حسابداری و پرداخت ارائه دهد. شرکت شبکه یک کنتور برق راکتیو نصب می کند و طبق قرائت آن شارژ می کند.

ضریب انرژی واکنشی

همانطور که قبلا ذکر شد، برق فعال و راکتیو در خطوط جداگانه در فاکتورهای پرداخت مشخص شده است. اگر نسبت حجم برق راکتیو و مصرف شده از حد مجاز تجاوز نکند، هیچ هزینه ای برای انرژی راکتیو شارژ نمی شود. ضریب نسبت را می توان به روش های مختلف نوشت، مقدار متوسط آن 0.15 است. اگر از این مقدار آستانه تجاوز شود، به شرکت مصرف کننده توصیه می شود دستگاه های جبران کننده نصب کند.

انرژی راکتیو در ساختمان های آپارتمانی

یک مصرف کننده معمولی برق یک ساختمان آپارتمانی با فیوز اصلی است که بیش از 63 A برق مصرف می کند. اگر چنین ساختمانی منحصراً دارای اماکن مسکونی باشد، هزینه ای برای برق راکتیو دریافت نمی شود. بنابراین، ساکنان ساختمان آپارتمانآنها هزینه ها را فقط برای کل برق عرضه شده به خانه توسط تامین کننده می دانند. همین قاعده در مورد تعاونی های مسکن نیز صدق می کند.

موارد خاص اندازه گیری توان راکتیو.

مواردی وجود دارد که یک ساختمان چند طبقه دارای هر دو سازمان تجاری و آپارتمان است. عرضه برق به چنین خانه هایی توسط قوانین جداگانه تنظیم می شود. به عنوان مثال، تقسیم می تواند به اندازه منطقه قابل استفاده باشد. اگر در ساختمان آپارتمانسازمان های تجاری کمتر از نیمی از مساحت قابل استفاده را اشغال می کنند، پس از آن هزینه ای برای انرژی راکتیو دریافت نمی شود. اگر از درصد آستانه فراتر رفته باشد، تعهدات پرداخت برای برق راکتیو ایجاد می شود. در برخی موارد، ساختمان های مسکونی از پرداخت هزینه انرژی راکتیو معاف نیستند. به عنوان مثال، اگر ساختمانی دارای نقاط اتصال آسانسور برای آپارتمان ها باشد، هزینه استفاده از برق راکتیو به طور جداگانه و فقط برای این تجهیزات انجام می شود. مالکان آپارتمان هنوز فقط برای برق فعال پرداخت می کنند.

توان کل، اکتیو و راکتیو چیست؟ از پیچیده به ساده.

در زندگی روزمرهتقریباً همه با مفهوم «نیروی الکتریکی»، «مصرف برق» یا «میزان مصرف برق این چیز» روبرو هستند. در این مجموعه به بررسی مفهوم می پردازیم توان الکتریکی AC برای متخصصان فنی باهوش و ما در تصویر قدرت الکتریکی را به شکل "این چیز چقدر برق می خورد" را برای افراد دارای طرز فکر انسان دوستانه نشان خواهیم داد :-). ما کاربردی‌ترین و کاربردی‌ترین مفهوم توان الکتریکی را آشکار می‌کنیم و عمداً از توصیف عبارات متفاوت توان الکتریکی اجتناب می‌کنیم.

برق متناوب چیست؟

در مدارهای AC از فرمول برق DC فقط می توان برای محاسبه توان لحظه ای استفاده کرد که در طول زمان بسیار متفاوت است و برای محاسبات عملی بی فایده است. محاسبه مستقیم توان متوسط نیاز به ادغام در طول زمان دارد. برای محاسبه توان در مدارهایی که ولتاژ و جریان به طور متناوب متفاوت است، می توان توان متوسط را با ادغام توان لحظه ای در طول دوره محاسبه کرد. در عمل، بیشترین اهمیت محاسبه توان در مدارهای ولتاژ و جریان سینوسی متناوب است.

به منظور اتصال مفاهیم توان راکتیو کل، اکتیو، راکتیو و ضریب توان، راحت است که به نظریه اعداد مختلط روی آوریم. می توان فرض کرد که توان در مدار جریان متناوب بیان شده است عدد مختلطبه طوری که توان اکتیو قسمت واقعی آن، توان راکتیو قسمت خیالی، توان ظاهری ماژول و زاویه φ (تغییر فاز) آرگومان است. برای چنین مدلی، تمام روابطی که در زیر نوشته شده است معتبر هستند.

توان فعال (قدرت واقعی)

واحد اندازه گیری وات است (نام روسی: W، کیلووات - کیلووات؛ بین المللی: وات -W، کیلووات - کیلووات).

مقدار متوسط توان لحظه ای در یک دوره T توان فعال نامیده می شود و

با فرمول بیان می شود:

در مدارهای جریان سینوسی تک فاز که υ و Ι مقادیر rms ولتاژ و جریان هستند و φ زاویه تغییر فاز بین آنهاست.

برای مدارهای جریان غیر سینوسی، توان الکتریکی برابر است با مجموع توانهای متوسط مربوطه هر هارمونیک منفرد. توان فعال میزان تبدیل برگشت ناپذیر انرژی الکتریکی به انواع دیگر انرژی (حرارتی و الکترومغناطیسی) را مشخص می کند. توان اکتیو را نیز می توان بر حسب جریان، ولتاژ و جزء فعال مقاومت مدار r یا رسانایی آن g بر اساس فرمول بیان کرد. در هر مدار الکتریکی هر دو جریان سینوسی و غیر سینوسی، توان اکتیو کل مدار برابر است با مجموع توانهای فعال تک تک قطعات مدار، توان الکتریکی به صورت : مجموع قدرت های هر فاز با توان کل S، یک فعال با رابطه مرتبط است.

در تئوری خطوط طولانی (تحلیل فرآیندهای الکترومغناطیسی در یک خط انتقال که طول آن با طول قابل مقایسه است. موج الکترومغناطیسی) یک آنالوگ کامل از توان فعال، توان ارسالی است که به عنوان تفاوت بین توان فرودی و توان بازتابی تعریف می شود.

توان راکتیو

واحد اندازه گیری ولت آمپر راکتیو است (نام روسی: var، kVAR؛ بین المللی: var).

توان راکتیو مقداری است که بارهای ایجاد شده در دستگاه های الکتریکی را با نوسانات انرژی میدان الکترومغناطیسی در یک مدار جریان متناوب سینوسی، برابر با حاصل ضرب مقادیر rms ولتاژ U و جریان I، ضرب در سینوس مشخص می کند. زاویه فاز φ بین آنها:

(اگر جریان از ولتاژ عقب بماند، تغییر فاز مثبت و اگر منجر شود منفی در نظر گرفته می شود). توان راکتیو به توان کل S و توان اکتیو P با نسبت: .

مفهوم فیزیکی توان راکتیو انرژی است که از منبع به عناصر راکتیو گیرنده (سلف‌ها، خازن‌ها، سیم‌پیچ‌های موتور) پمپ می‌شود و سپس توسط این عناصر در طول یک دوره نوسانی که به این دوره اشاره می‌شود، به منبع برمی‌گردد.

لازم به ذکر است که مقدار sin φ برای مقادیر φ از 0 تا مثبت 90 درجه یک مقدار مثبت است. مقدار sin φ برای مقادیر φ از 0 تا منفی 90 درجه یک مقدار منفی است. طبق فرمول

توان راکتیو می تواند یک مقدار مثبت (اگر بار ذاتاً فعال-القایی باشد) یا منفی (اگر بار ذاتاً فعال-خازنی باشد) باشد. این شرایط بر این واقعیت تأکید دارد که توان راکتیو در عملکرد جریان الکتریکی شرکت نمی کند. وقتی دستگاهی دارای توان راکتیو مثبت است، مرسوم است که می گویند آن را مصرف می کند و زمانی که توان منفی تولید می کند، آن را تولید می کند، اما این کاملاً یک قرارداد است زیرا اکثر دستگاه های مصرف کننده انرژی (مثلاً ناهمزمان) موتورها، و همچنین بارهای کاملاً فعال، از طریق ترانسفورماتور متصل می شوند، فعال القایی هستند.

استفاده از مبدل های اندازه گیری الکتریکی مدرن مبتنی بر فناوری ریزپردازنده امکان ارزیابی دقیق تری از مقدار انرژی برگشتی از یک بار القایی و خازنی به منبع ولتاژ متناوب را فراهم می کند.

توان می تواند یک مقدار مثبت (اگر بار ذاتاً فعال-القایی باشد) یا منفی (اگر بار ذاتاً فعال-خازنی باشد) باشد. این شرایط بر این واقعیت تأکید دارد که توان راکتیو در عملکرد جریان الکتریکی شرکت نمی کند. وقتی دستگاهی دارای توان راکتیو مثبت است، مرسوم است که می گویند آن را مصرف می کند و زمانی که توان منفی تولید می کند، آن را تولید می کند، اما این کاملاً یک قرارداد است زیرا اکثر دستگاه های مصرف کننده انرژی (مثلاً ناهمزمان) موتورها، و همچنین بارهای کاملاً فعال، از طریق ترانسفورماتور متصل می شوند، فعال القایی هستند.

ژنراتورهای سنکرون نصب شده روی نیروگاه هابسته به میزان جریان تحریکی که در سیم پیچ روتور ژنراتور جریان دارد، هم می تواند توان راکتیو تولید و هم مصرف کند. با توجه به این ویژگی سنکرون ماشین های الکتریکیسطح ولتاژ شبکه مشخص شده تنظیم می شود. برای حذف اضافه بار و بهبود ضریب توان تاسیسات الکتریکیجبران توان راکتیو انجام می شود.

استفاده از مبدل های اندازه گیری الکتریکی مدرن مبتنی بر فناوری ریزپردازنده امکان ارزیابی دقیق تری از مقدار انرژی بازگشتی از یک بار القایی و خازنی به یک منبع ولتاژ متناوب را فراهم می کند.

قدرت ظاهری

واحد کل توان الکتریکی ولت آمپر است (نام روسی: VA, VA, kVA-kilo-volt-ampere؛ بین المللی: V A, kVA).

توان کل مقداری برابر با حاصل ضرب مقادیر مؤثر جریان الکتریکی دوره ای I در مدار و ولتاژ U در پایانه های آن است: نسبت توان کل با توان فعال و راکتیو به صورت زیر بیان می شود: در جایی که P توان اکتیو است، Q توان راکتیو است (با بار القایی Q›0 و با بار خازنی Q‹0).

رابطه برداری بین توان کل، اکتیو و راکتیو با فرمول بیان می شود:

کل قدرت دارد اهمیت عملی، به عنوان کمیتی که بارهای تحمیل شده توسط مصرف کننده را بر روی عناصر شبکه تامین (سیم ها، کابل ها، تابلوهای توزیع، ترانسفورماتورها، خطوط برق) توصیف می کند، زیرا این بارها به جریان مصرف شده بستگی دارند، نه به انرژی واقعی مصرف شده. توسط مصرف کننده به همین دلیل است که توان کل ترانسفورماتورها و تابلوهای توزیع بر حسب ولت آمپر اندازه گیری می شود نه بر حسب وات.

تمام توصیفات فرمولی و متنی فوق در مورد توان های کل، راکتیو و فعال به صورت بصری و شهودی در شکل زیر واضح است:-)

متخصصان شرکت NTS-group (TM Elektrokaprizam-NET) تجربه گسترده ای در انتخاب تجهیزات تخصصی برای سیستم های ساختمانی برای ارائه امکانات حیاتی با منبع تغذیه بدون وقفه دارند. ما می‌توانیم تا حد امکان کارآمد بسیاری از پارامترهای الکتریکی و عملیاتی را در نظر بگیریم، که به ما امکان می‌دهد یک گزینه مقرون‌به‌صرفه برای ساختن یک سیستم منبع تغذیه بدون وقفه با استفاده از نیروگاه‌های سوخت و سایر تجهیزات مرتبط انتخاب کنیم.

هنگام محاسبه توان الکتریکی مصرف شده توسط هر وسیله الکتریکی یا خانگی، به اصطلاح توان کل جریان الکتریکی که کار خاصی را در مدار یک بار معین انجام می دهد، در نظر گرفته می شود. اصطلاح "قدرت ظاهری" به معنای تمام توانی است که توسط یک وسیله الکتریکی مصرف می شود و شامل یک جزء فعال و یک جزء راکتیو است که به نوبه خود با نوع بار مورد استفاده در مدار تعیین می شود. توان فعال همیشه با وات (W) اندازه گیری و گزارش می شود، در حالی که توان ظاهری معمولاً بر حسب ولت آمپر (VA) گزارش می شود. دستگاه های مختلفی که انرژی الکتریکی مصرف می کنند می توانند در مدارهایی کار کنند که دارای اجزای فعال و راکتیو جریان الکتریکی هستند.

جزء فعالنیروی جریان الکتریکی مصرف شده توسط هر بار کار مفیدی انجام می دهد و به انواع انرژی مورد نیاز ما (حرارتی، نور، صوت و غیره) تبدیل می شود. برخی از وسایل برقی عمدتاً بر روی این جزء قدرت کار می کنند. اینها لامپ های رشته ای، اجاق های برقی، بخاری ها، اجاق های برقی، اتو و غیره هستند.
با مقدار مصرف برق اکتیو 1 کیلو وات درج شده در پاسپورت دستگاه، مجموعاً 1 کیلو ولت آمپر برق از شبکه مصرف می کند.

جزء واکنشیجریان الکتریکی فقط در مدارهای حاوی عناصر راکتیو (القاء و خازن) رخ می دهد و معمولاً صرف گرمایش بی فایده هادی هایی می شود که این مدار از آنها تشکیل شده است. نمونه ای از چنین بارهای راکتیو موتورهای الکتریکی هستند انواع مختلف، ابزارهای برقی قابل حمل (دریل برقی، آسیاب، شکار دیواری و غیره)، و همچنین انواع لوازم الکترونیکی خانگی. مجموع توان این دستگاه ها که بر حسب ولت آمپر اندازه گیری می شود و توان اکتیو (بر حسب وات) از طریق ضریب توان cosφ با یکدیگر مرتبط هستند که می تواند از 0.5 تا 0.9 باشد. این دستگاه ها معمولا توان اکتیو بر حسب وات و مقدار ضریب cosφ را نشان می دهند. برای تعیین کل توان مصرفی بر حسب VA، لازم است مقدار توان فعال (W) را بر ضریب cosφ تقسیم کنیم.

به عنوان مثال: اگر مقدار توان 600 وات بر روی یک مته الکتریکی و cosφ = 0.6 نشان داده شود، نتیجه می شود که کل توان مصرفی ابزار 600/0.6 = 1000 VA است. در صورت عدم وجود داده در مورد cosφ، می توانید مقدار تقریبی آن را بگیرید که برای یک ابزار برقی خانگی تقریباً 0.7 است.

هنگام در نظر گرفتن موضوع اجزای فعال و راکتیو الکتریسیته (به طور دقیق تر، توان آن)، معمولاً منظور پدیده هایی است که در مدارهای جریان متناوب رخ می دهد. معلوم شد که بارهای مختلف در مدارهای AC کاملاً متفاوت عمل می کنند. برخی از بارها از انرژی منتقل شده به آنها برای هدف مورد نظر خود (یعنی برای انجام کار مفید) استفاده می کنند، در حالی که نوع دیگری از بار ابتدا این انرژی را ذخیره می کند و سپس آن را به منبع برق برمی گرداند.

بر اساس رفتار آنها در مدارهای AC، بارهای مصرف کننده مختلف به دو نوع زیر تقسیم می شوند:

1. نوع بار فعالتمام انرژی دریافتی از منبع را جذب می کند و آن را به کار مفید تبدیل می کند (مثلاً نور یک لامپ) و شکل جریان در بار دقیقاً شکل ولتاژ را در سراسر آن تکرار می کند (تغییر فاز وجود ندارد).

2. نوع بار راکتیوبا این واقعیت مشخص می شود که ابتدا (در یک دوره زمانی معین)، انباشت انرژی تامین شده توسط منبع برق در آن اتفاق می افتد. سپس انرژی ذخیره شده (در یک دوره زمانی معین) به این منبع بازگردانده می شود. بارهای مشابه شامل عناصر زیر است مدارهای الکتریکیمانند خازن ها و سلف ها و همچنین دستگاه های حاوی آنها. علاوه بر این، در چنین باری یک تغییر فاز 90 درجه بین ولتاژ و جریان وجود دارد. از آنجایی که هدف اصلی سیستم های منبع تغذیه موجود این است که به طور مفید برق را از تولید کننده مستقیماً به مصرف کننده برساند (به جای پمپاژ آن به عقب و جلو) - جزء راکتیو توان معمولاً یک مشخصه مضر مدار در نظر گرفته می شود.

تلفات مولفه راکتیو در شبکه مستقیماً با مقدار ضریب توانی که در بالا بحث شد، مرتبط است، یعنی. هر چه cosφ مصرف کننده بیشتر باشد، تلفات برق در خط کمتر و انتقال برق به مصرف کننده ارزان تر خواهد بود.
بنابراین، این ضریب توان است که به ما می گوید که چگونه به طور موثر از توان عملیاتی منبع برق استفاده می شود. به منظور افزایش ضریب توان (cosφ) از روش های ویژه جبران توان راکتیو در انواع تاسیسات الکتریکی استفاده می شود.
معمولاً برای افزایش ضریب توان (با کاهش شیفت فاز بین جریان و ولتاژ - زاویه φ) دستگاه های جبران کننده خاصی در شبکه عامل قرار می گیرند که مولدهای کمکی جریان پیشرو (خازنی) هستند.
علاوه بر این، اغلب برای جبران تلفات ناشی از مولفه القایی مدار، از بانک های خازن هایی استفاده می کند که به موازات بار کار متصل شده و به عنوان جبران کننده سنکرون استفاده می شود.

مطمئناً بسیاری از شما در مورد الکتریسیته راکتیو شنیده اید. با دانستن اینکه درک این اصطلاح چقدر دشوار است، اجازه دهید نگاهی دقیق‌تر به تفاوت‌های بین انرژی راکتیو و فعال بیندازیم. تشخیص این واقعیت مهم است که ما فقط می توانیم الکتریسیته راکتیو را در جریان متناوب مشاهده کنیم. جایی که جریان دارد دی سی، هیچ انرژی واکنشی وجود ندارد. این به دلیل ماهیت ظاهر است انرژی واکنشی.

از طریق چندین ترانسفورماتور کاهنده، جریان متناوب به مصرف کننده عرضه می شود که طراحی آن سیم پیچ های کم و پایین را از هم جدا می کند. ولتاژ بالا. یعنی معلوم می شود که در ترانسفورماتور هیچ تماس فیزیکی بین دو سیم پیچ وجود ندارد، در حالی که جریان هنوز جریان دارد. توضیح آن کاملاً ساده است. الکتریسیته همیشه از طریق هوا، که یک دی الکتریک عالی است، با استفاده از یک میدان الکترومغناطیسی، که جزء آن یک میدان مغناطیسی متناوب است، منتقل می شود. به طور منظم از سیم پیچ عبور می کند، در سیم پیچ دیگری ظاهر می شود، و از همان اول تماس الکتریکی ندارد و نیروی حرکتی الکتریکی القا می کند. راندمان ترانسفورماتورهای مدرن بسیار بالا است، از این رو اتلاف الکتریسیته به حداقل می رسد و بنابراین تمام توان جریان متناوب که در سیم پیچ اولیه جریان دارد به مدار سیم پیچ ثانویه ختم می شود. با این حال، به دلیل میدان الکتریکی، همین اتفاق در خازن رخ می دهد. ظرفیت خازنی و اندوکتانس با هم انرژی راکتیو تولید می کنند. انرژی فعال (که با برگشت انرژی واکنشی در آن اختلال ایجاد می کند) به انرژی حرارتی، مکانیکی و غیره تبدیل می شود.

جزء راکتیو جریان الکتریکی فقط در مدارهای حاوی عناصر راکتیو (القایی و خازن) رخ می دهد و معمولاً صرف گرمایش بی فایده رساناهای تشکیل دهنده این مدار می شود. نمونه هایی از چنین بارهای راکتیو موتورهای الکتریکی در انواع مختلف، ابزارهای برقی قابل حمل (دریل برقی، آسیاب زاویه ای، تعقیب دیوار و غیره) و همچنین تجهیزات الکترونیکی مختلف خانگی هستند. مجموع توان این دستگاه ها که بر حسب ولت آمپر اندازه گیری می شود و توان اکتیو (بر حسب وات) از طریق ضریب توان cosφ با یکدیگر مرتبط هستند که می تواند از 0.5 تا 0.9 باشد. این دستگاه ها معمولا توان اکتیو بر حسب وات و مقدار ضریب cosφ را نشان می دهند. برای تعیین کل توان مصرفی بر حسب VA، لازم است مقدار توان فعال (W) را بر ضریب cosφ تقسیم کنیم.

مثال: اگر مته برقی مقدار توان 800 وات و cosφ = 0.8 را نشان دهد، نتیجه می شود که کل توان مصرفی ابزار 800/0.8 = 1000 VA است. در صورت عدم وجود داده در مورد cosφ، می توانید مقدار تقریبی آن را بگیرید که برای یک ابزار برقی خانگی تقریباً 0.7 است.

نوع راکتیو بار با این واقعیت مشخص می شود که در ابتدا، برای مدتی، انرژی تامین شده توسط منبع برق در آن انباشته می شود. سپس انرژی ذخیره شده به این منبع آزاد می شود. چنین بارهایی شامل عناصر مدار الکتریکی مانند خازن ها و سلف ها و همچنین دستگاه های حاوی آنها می شود. علاوه بر این، در چنین باری یک تغییر فاز 90 درجه بین ولتاژ و جریان وجود دارد. از آنجایی که هدف اصلی سیستم های منبع تغذیه موجود، رساندن مفید برق از تولید کننده به طور مستقیم به مصرف کننده است، جزء راکتیو توان به طور کلی یک مشخصه مضر مدار در نظر گرفته می شود.

به منظور جبران واکنش متقابل انرژی راکتیو، از خازن های مخصوص نصب شده استفاده می شود. این امکان به حداقل رساندن تأثیر منفی در حال ظهور انرژی راکتیو را فراهم می کند. قبلاً اشاره کردیم که توان راکتیو به طور قابل توجهی بر اتلاف انرژی الکتریکی در شبکه تأثیر می گذارد. بنابراین، معلوم می شود که مقدار همان انرژی منفی باید دائماً تحت کنترل باشد و بهترین راه برای این کار، سازماندهی حسابداری آن است.

جایی که آنها در مورد این مشکل نگران هستند (شرکت های صنعتی مختلف) اغلب به طور جداگانه مطرح می شوند دستگاه های خاص، که نه تنها خود انرژی راکتیو، بلکه بخش فعال آن را نیز پیگیری می کند. حسابداری در شبکه های سه فاز با استفاده از اجزای القایی و خازنی انجام می شود. به طور معمول، چنین کنتورهایی چیزی بیش از یک دستگاه آنالوگ به دیجیتال نیستند که توان را به سیگنال آنالوگ تبدیل می کند، که به نرخ تکرار پالس های الکتریکی تبدیل می شود. با جمع کردن آنها می توانیم میزان انرژی مصرف شده را قضاوت کنیم. معمولاً کنتور از یک محفظه پلاستیکی ساخته شده است که در آن 3 ترانسفورماتور و یک واحد اندازه گیری نصب شده است. برد مدار چاپی. در قسمت بیرونی یک صفحه نمایش LCD یا LED وجود دارد.

اکنون شرکت‌ها به طور فزاینده‌ای در حال نصب کنتورهای برق جهانی هستند که میزان انرژی فعال و راکتیو را اندازه‌گیری می‌کنند. علاوه بر این، چنین دستگاه هایی می توانند عملکردهای دو و گاهی اوقات بیشتر را ترکیب کنند که هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد و به شما امکان می دهد در هنگام خرید در هزینه خود صرفه جویی کنید. چنین دستگاه هایی قادر به محاسبه توان راکتیو و اکتیو و همچنین اندازه گیری مقادیر ولتاژ لحظه ای هستند. متر سطح مصرف انرژی را ثبت می کند و تمام اطلاعات روی نمایشگر را در 3 فریم متناوب (جزء القایی، جزء خازنی و مقدار انرژی فعال) نشان می دهد. مدل‌های مدرن امکان انتقال داده‌ها را از طریق یک کانال دیجیتال IR فراهم می‌کنند و از میدان‌های مغناطیسی و سرقت انرژی محافظت می‌شوند. علاوه بر این، اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر و مصرف انرژی پایین‌تری دریافت می‌کنیم که مدل‌های جدید را از مدل‌های قبلی خود متمایز می‌کند.

واحدهای اندازه گیری انرژی الکتریکی در سیستم بین المللی واحدها تعیین و ثابت می شوند.

استفاده از وسایل برقی خانگی در خانه، کاربران را مجبور می‌کند تا برق را بشمارند و واحدهای اندازه‌گیری آن را بدانند.

واحد اندازه گیری برق

ولتاژ

ولتاژ (U) در شبکه با ولت (V) اندازه گیری می شود.

در شبکه تک فازکه معمولا برای تامین برق مصرف کنندگان خصوصی با ولتاژ 220 ولت استفاده می شود.

در شبکه سه فاز ولتاژ 380 ولت است. 1 کیلو ولت (کیلو ولت) برابر با 1000 ولت است.

ولتاژ 220 و 380 ولت معادل تعیین ولتاژ 0.22 و 0.4 کیلو ولت است.

قدرت فعلی

بار مصرفی تولید شده توسط لوازم خانگی، تجهیزات و سایر مصرف کنندگان، قدرت جریان (I) نامیده می شود و با آمپر (A) اندازه گیری می شود.

مقاومت

مقاومت (R) یک شاخص به همان اندازه مهم است و میزان مقاومت مواد در برابر عبور جریان الکتریکی را نشان می دهد. در زندگی روزمره، اندازه گیری مقاومت نشان دهنده یکپارچگی است لوازم برقی، در (اهم) اندازه گیری می شود. برای اندازه گیری یک مقدار مقاومت بزرگ، به عنوان مثال، هنگام اندازه گیری یکپارچگی یک موتور الکتریکی، از یک مگر استفاده کنید.

1 کیلو اهم (کیلو اهم) برابر با 1000 اهم است.

مقاومت بدن انسان بین 2 تا 10 کیلو اهم است.

مقاومت رسانا برای ارزیابی مقاومت مواد برای استفاده بعدی آنها در ساخت محصولات الکتریکی به سطح مقطع و طول هادی بستگی دارد.

قدرت

قدرت مقدار انرژی الکتریکی مصرف شده توسط یک وسیله خانگی خاص برای یک واحد زمان مشخص است که بر حسب وات (W) و کیلو وات (کیلووات) اندازه گیری می شود - 1000 وات در مقیاس صنعتی، واحدهای اندازه گیری مانند مگاوات - 1 میلیون وات و گیگاوات (gW) - 1 میلیارد وات.

چگونه برق روی کنتور اندازه گیری می شود؟

برای تعیین میزان برق مصرفی , استفاده می شوند کنتور برقانرژی فعال، آنها در خدمت آن هستند. کنتورهای انرژی راکتیو نیز در صنعت وجود دارد.

برای تعیین نحوه اندازه گیری مصرف برق در یک آپارتمان، از 1 کیلووات ساعت استفاده می شود. برای کنتورهای انرژی راکتیو، توان راکتیو یکپارچه به صورت 1 کیلو وار*ساعت اندازه گیری می شود. لازم به ذکر است که هنگام ثبت انرژی مصرفی، متر باید به درستی نوشته شود، توان ضرب در زمان.