Jak se měří činný a jalový výkon?

Při výpočtu elektrického výkonu spotřebovaného jakýmkoli elektrickým nebo domácím zařízením se obvykle bere v úvahu tzv. celkový výkon elektrického proudu vykonávajícího určitou práci v obvodu dané zátěže. Pojem „zdánlivý výkon“ znamená veškerou energii spotřebovanou elektrickým spotřebičem a zahrnuje jak aktivní součást, tak i jalovou součást, která je zase určena typem zátěže použité v obvodu. Činný výkon se vždy měří a uvádí ve wattech (W), zatímco zdánlivý výkon se obvykle uvádí ve voltampérech (VA). Různá zařízení, která spotřebovávají elektrickou energii, mohou pracovat v obvodech, které mají aktivní i jalové složky elektrického proudu. Aktivní složka Síla elektrického proudu spotřebovaná jakoukoli zátěží vykonává užitečnou práci a přeměňuje se na druhy energie, které potřebujeme (tepelná, světelná, zvuková atd.). Některé elektrické spotřebiče pracují převážně na této složce výkonu. Jedná se o žárovky, elektrické sporáky, topidla, elektrické trouby, žehličky atd.
Při hodnotě činného příkonu 1 kW uvedené v pasu zařízení odebere ze sítě celkový výkon 1 kVA. Reaktivní složka Elektrický proud se vyskytuje pouze v obvodech obsahujících reaktivní prvky (indukčnost a kapacita) a obvykle se vynakládá na zbytečné zahřívání vodičů, ze kterých je tento obvod složen. Příklady takových reaktivních zátěží jsou elektromotory různých typů, přenosné elektrické nářadí (elektrické vrtačky, úhlové brusky, nástěnné frézy atd.), jakož i různá domácí elektronická zařízení. Celkový výkon těchto zařízení, měřený ve voltampérech, a činný výkon (ve wattech) jsou ve vzájemném vztahu prostřednictvím účiníku cosφ, který může nabývat hodnoty od 0,5 do 0,9. Tato zařízení obvykle udávají činný výkon ve wattech a hodnotu koeficientu cosφ. Pro stanovení celkového příkonu ve VA je nutné vydělit hodnotu činného výkonu (W) koeficientem cosφ. Příklad: pokud elektrická vrtačka udává hodnotu výkonu 600 W a cosφ = 0,6, pak z toho vyplývá, že celkový výkon spotřebovaný nástrojem je 600/0,6 = 1000 VA. Při absenci údajů o cosφ můžete vzít jeho přibližnou hodnotu, která je pro domácí elektrické nářadí přibližně 0,7. Při zvažování problematiky činných a jalových složek elektřiny (přesněji jejího výkonu) máme obvykle na mysli ty jevy, které se vyskytují ve střídavých obvodech. Ukázalo se, že různé zátěže ve střídavých obvodech se chovají úplně jinak. Některé zátěže využívají energii, která jim byla přenesena, k zamýšlenému účelu (tj. k provádění užitečné práce), zatímco jiný typ zátěže nejprve tuto energii ukládá a poté ji vrací zpět do zdroje energie. Na základě jejich chování ve střídavých obvodech se různé spotřebiče dělí na následující dva typy: 1. Aktivní typ zatížení absorbuje veškerou energii přijatou ze zdroje a přemění ji na užitečnou práci (např. světlo z lampy) a tvar proudu v zátěži přesně opakuje tvar napětí na něm (nedochází k žádnému fázovému posunu). 2. Typ reaktivní zátěže vyznačující se tím, že v něm nejprve (po určitou dobu) dochází k akumulaci energie dodávané zdrojem energie. Poté se uložená energie (po určitou dobu) vrací zpět do tohoto zdroje. Takové zátěže zahrnují prvky elektrického obvodu, jako jsou kondenzátory a induktory, stejně jako zařízení, která je obsahují. Navíc v takové zátěži dochází k fázovému posunu o 90 stupňů mezi napětím a proudem. Protože hlavním účelem stávajících napájecích systémů je užitečně dodávat elektřinu od výrobce přímo spotřebiteli (spíše než ji přečerpávat tam a zpět) – jalová složka energie je obvykle považována za škodlivou charakteristiku obvodu. Ztráty na jalové složce v síti přímo souvisí s výše diskutovanou hodnotou účiníku, tzn. Čím vyšší je cosφ spotřebiče, tím nižší budou výkonové ztráty ve vedení a tím levnější bude přenos elektřiny ke spotřebiči.
Je to tedy účiník, který nám říká, jak efektivně je využíván provozní výkon zdroje elektřiny. Pro zvýšení účiníku (cosφ) se ve všech typech elektrických instalací používají speciální metody kompenzace jalového výkonu.
Obvykle se pro zvýšení účiníku (snížením fázového posunu mezi proudem a napětím – úhel φ) zařazují do provozní sítě speciální kompenzační zařízení, což jsou pomocné generátory vedoucího (kapacitního) proudu.
Kromě toho velmi často ke kompenzaci ztrát vznikajících z indukční složky obvodu využívá řady kondenzátorů zapojených paralelně s pracovní zátěží a používaných jako synchronní kompenzátory.

žádný Publikováno: 2011 0 5

Odměna, kterou jsem nasbíral 0 1

Ohodnoťte tento článek

• Technická gramotnost

Průměrné hodnocení článku: 5 Hlasovalo: 1 lidí.

Komentáře (100) | Nasbíral jsem (0) | předplatit

Pro přidání vaší stavby je nutná registrace.

0

Oleg 17.02.2024 14:00 #

Řekněte mi prosím, možná někdo ví, existují obousměrné měřiče, které považuji za elektrickou energii. ze solární stanice oběma směry, a pokud omezíte výrobu, aby přebytky neodcházely, nebo pokud přebytek není a vše se spotřebuje uvnitř domu (bytu), měřič zaznamená (vidí), že solární stanice se používá v domě? A vidí to i běžné moderní pulty?

0

_VN_ 21.02.2024 07:46 #

Jev je popsán „každodenními“ termíny bez znalosti TOE – použití složitých funkcí a vektorů dává přesnou a srozumitelnou představu o proudech v systému. TS musí začít tím, že se naučí základy matematiky, jako je Eulerova rovnice.

Aktivní a reaktivní elektřina jsou dvě hlavní složky elektřiny používané v různých oblastech našeho života. Pochopení rozdílu mezi nimi je klíčem k optimalizaci energetických systémů a zvýšení jejich energetické účinnosti. V tomto článku se podíváme na to, co jsou aktivní a reaktivní odrůdy, jak se vzájemně ovlivňují a jak je měřit.

Činná elektřina – definice pojmu

Aktivní odrůda je forma energie, která se přenáší a používá k výkonu práce v elektrických systémech. Měří se ve wattech (W) a představuje množství energie spotřebované nebo vyrobené elektrickou zátěží za jednotku času. Představuje hlavní složku celkové energie v elektrickém systému používané k provádění užitečné práce. Například k pohonu elektromotorů nebo osvětlení.

Co je to reaktivní elektřina?

Jalová elektřina (dále jen RE) je druh elektřiny, který se vyznačuje změnou napětí a proudu v elektrické soustavě bez přímého vykonávání práce. Vyskytuje se, když jsou v elektrických obvodech použity indukční a kapacitní prvky a nelze je přímo měřit pomocí běžných elektroměrů.

RE nevede k výkonu fyzické práce, ale může být nezbytný pro správnou funkci některých elektrických zařízení. Například elektromotory a transformátory. Navíc může způsobit energetické ztráty v elektrických sítích.

Měření a účtování RE se provádí pomocí speciálních měřičů jalové energie, které měří rozdíl mezi činnou a celkovou elektřinou. Tento rozdíl určuje míru využití jalové energie v systému. Odchylka od optimální úrovně povede ke zvýšeným energetickým ztrátám a špatné kvalitě napájení. Proto jsou účetnictví a kontrola důležitými aspekty energetické účinnosti a úspor energie.

RE lze vypočítat pomocí následujícího vzorce: Q = P * tan(θ), kde:

• Q – jalová elektřina (kVar).
• P – činná elektřina (kW).
• θ – fázový úhel mezi napětím a proudem.

Fázový úhel lze určit měřením napětí a proudu pomocí speciálního zařízení. Může se lišit od 0 do 90 stupňů v závislosti na charakteristikách zatížení.

Někdy se také používá vzorec pro výpočet jalového výkonu: Q = √(S² – P²), kde:

• Q – jalová elektřina (kVar).
• S – celkový elektrický výkon (kVA).
• P – činný elektrický výkon (kW).

Při použití těchto vzorců je třeba vzít v úvahu skutečnost, že RE neprodukuje fyzickou práci, ale způsobuje ztráty v elektrických sítích a vede k přetížení zařízení. Výpočet RE umožňuje zjistit míru zatížení a účinnosti systému a přijmout opatření k jeho zlepšení.dbe

Hodnota koeficientu při zohlednění ztrát

Koeficient při zohlednění ztrát RE (také nazývaný účiník nebo cos(φ)) je poměr skutečného (efektivního) činného výkonu k celkové (užitečné a jalové) elektřině v elektrickém obvodu. Účiník ukazuje efektivitu využití elektřiny.

Když je účiník 1, znamená to, že veškerá elektrická energie se spotřebuje na užitečnou práci. Pokud je menší než 1 (obvykle kvůli přítomnosti RE), pak to znamená, že část dodávaného výkonu je vynaložena na buzení a udržování magnetického pole v elektrických zařízeních, což není užitečná práce.

Účtování ztrát z obnovitelných zdrojů energie je důležité pro systémy elektrické energie, jako jsou elektrické sítě, protože ztráty mohou vést k nesprávné funkci elektrického zařízení, přetížení a neefektivnímu využití elektřiny.

Optimální hodnota účiníku pro většinu průmyslových a komerčních budov je 0,95 nebo vyšší. Pokud je pod touto značkou, je nutné nainstalovat další kompenzační zařízení, jako jsou kondenzátorové baterie. To je nezbytné pro zlepšení účinnosti využívání energie a snížení ztrát.