Виды мощности. Треугольник мощностей

В цепях переменного тока различают три понятия мощности: активная Р, реактивная Q, полная S.

Соотношения между мощностями могут быть получены из треугольника мощностей, который образуется путем умножения всех сторон треугольника напряжений на значение тока I.

Здесь Q_L - реактивная индуктив­ная мощность, Q_C - реактивная емкостная мощность.

Рис.2.7. Треугольник мощностей

Активная мощность P=UICos φ характеризует необратимый процесс преобразования электромагнитной энергии источника в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую и т.д.

Реактивная мощность Q=U∙I∙Sinφ [Вар] (вольт-ампер реактивный) - характеризует обратимый процесс преобразования электромагнитной энергии источника в энергию магнитного поля катушки и энергию электрического поля конденсатора.

Полная мощность

S=U∙I = [ВА] (вольт-ампер)

характеризует наибольшее значение активной мощности при заданных действующих значениях тока и напряжения.

Как видно из выражения активной мощности, при неизменном напряжении на зажимах цепи и с уменьшением Cosφ ток нагрузки источника будет увеличиваться при одной и той же отдаваемой мощности:

I = . (2.13)

Поэтому даже при полной загрузке источника током , но при низком Cosφ источник по мощности будет недогружен.

Значение Cosφ характеризует использование полной мощности источника и называется коэффициентом мощности. Он показывает, какая доля полной мощности источника необратимо превращается в другой вид.

Наибольшего значения активная мощность достигает при Cosφ = 1, т.е. когда j = 0, или, как следует из выражения 2.9, когда X_L=X_C. Такой режим работы называется резонансом напряжений. Явление резонанса напряжений как положительный эффект используется в технике слабых токов (в радиотехнике). В технике больших токов резонанс напряжений является аварийным режимом, т.к. в этом случае при больших реактивных сопротивлениях напряжения на реактивных элементах могут достигать значений, намного превышающих приложенное напряжение, что может привести к пробою изоляции конденсаторов и катушек индуктивности.

Полную мощность можно рассматривать как модуль комплекса называемого комплексной мощностью, который обозначается символом .

=P+jQ= =S

где φ=arctg( - угол сдвига фаз между током и напряжением