Aktívne a reaktívne zaťaženie: platobné funkcie, ako nájsť vzorec kapacity

Pochopenie základných princípov elektrotechniky je dôležité pochopiť, čo predstavuje aktívnu a reaktívnu záťaž. Prvý typ energie sa považuje za užitočnú a ide priamo na potreby spotrebiteľa, napríklad na vykurovanie budovy, prípravu jedla a prevádzku elektrických spotrebičov. Druhý typ, reaktívny, určuje tú časť energie, ktorá sa nevyužíva na užitočnú prácu.

Aktívny a jalový výkon

Aktívna a zdanlivá sila môže mať rad protichodných záujmov zo strany zákazníkov a dodávateľov. Odberateľ sa snaží ušetriť na elektrine platením účtov za spotrebované zdroje a dodávateľ hľadá výhodné spôsoby, ako získať plnú sumu za oba druhy energií. Existujú však spôsoby, ako tieto požiadavky skombinovať? Áno, pretože ak znížite objem jalového výkonu na nulu, umožní vám to priblížiť sa k maximálnej úspore peňazí.

Nie je žiadnym tajomstvom, že pre niektorých spotrebiteľov elektriny sú ukazovatele plného a aktívneho výkonu porovnateľné. Je to spôsobené tým, že používajú špeciálne zariadenia, ktorých zaťaženie sa vykonáva pomocou odporov.

Medzi nimi:

1. Žiarovky.
2. Elektrické sporáky.
3. Skrinky na vyprážanie a rúry.
4. Vykurovacie zariadenia.
5. Žehličky.
6. Spájkovačky.

Na určenie výkonu záťaže môžete použiť vzorec známy zo školských čias vynásobením záťažového prúdu sieťovým napätím. V tomto prípade budú použité nasledujúce jednotky:

1. Ampéry (A) - označujú intenzitu prúdu.
2. Volty (V) - charakterizujú aktuálne napätie.
3. Watt (W) - Označuje menovitý výkon.

V poslednej dobe si čoraz častejšie môžete všimnúť taký obrázok, že na zasklených balkónoch sa nachádza tenký lesklý film. Je vytvorený z chybných kondenzátorov, ktoré sa predtým používali v distribučných rozvodniach. Ako viete, kondenzátory sú hlavnými spotrebiteľmi reaktívneho zaťaženia, ktoré pozostávajú z dielektrika, nie vodivý elektrický prúd (ako hlavný prvok je upravený polymérový film alebo papier olej).

Pre porovnanie, pre spotrebiteľov aktívneho výkonu zohráva úlohu hlavného prvku prúdový materiál, ako je volfrámový vodič, nichrómová špirála a iné.

Kapacitné zaťaženie

Snažím sa prísť na to, ako nájsť jalový výkon, je potrebné pochopiť vlastnosti a princíp činnosti kondenzátorov. Lesklé plochy, ktoré sa nachádzajú na balkóne, sú kondenzátorové dosky z vodivého materiálu. Vyznačujú sa schopnosťou skladovať elektrickú energiu a následne ju prenášať pre potreby spotrebiteľov. V skutočnosti sa kondenzátory používajú ako druh akumulátora.

A ak pripojíte konštrukciu k zdroju jednosmerného prúdu, umožní vám to nabiť ju krátkodobým impulzom elektrického prúdu, ktorý nakoniec stratí svoju silu. Ak chcete vrátiť kondenzátor do predchádzajúceho stavu, stačí ho odpojiť od zdroja napätia a pripojiť záťaž k platniam. Po určitú dobu bude prúd privádzaný cez záťaž. V ideálnom prípade by mal kondenzátor uvoľniť toľko energie, koľko na začiatku prijal.

Ak ho pripojíte k žiarovke, umožní mu to krátko zablikať, pričom neopatrný človek môže dostať pri dotyku s otvorenými kontaktmi aj menší zásah elektrickým prúdom. Navyše, ak sú hodnoty napätia dostatočne vysoké, môže to viesť k smrteľnému výsledku - smrti.

Pri pripájaní kondenzátorov na striedavý prúd vyzerá situácia trochu inak. Pretože zdroj striedavého napätia je charakterizovaný vlastnosťou neustále sa meniacej polarity, kondenzátorový prvok sa bude neustále vybíjať a nabíjať, pričom prechádza striedavým prúdom. Jeho hodnoty sa však nebudú zhodovať so zdrojovým napätím, ale budú predstavovať štvrtinu periódy viac.

Konečné ukazovatele budú vyzerať takto: približne polovicu obdobia bude kondenzátor dostávať elektrinu zo zdroja a druhú polovicu dostane spotrebiteľ. To znamená, že indikátor celkového aktívneho výkonu bude nulový. Avšak vzhľadom na to, že kondenzátorom, na meranie ktorého sa používa ampérmeter, neustále preteká značný prúd, označuje sa ako spotrebitelia jalového výkonu. Vzorec jalového výkonu sa vypočíta ako súčin prúdu a napätia, ale v tomto prípade sa mernou jednotkou stane jalový voltampér (VAR), a nie W.

Skutoční spotrebitelia

Pri zisťovaní, ako nájsť aktívny výkon, ľudia premýšľajú o tom, čo sa stane, ak sa pokúsia pripojiť kapacitnú a indukčnú záťaž súčasne a paralelne. V tomto prípade reakcia bude prebiehať opačným spôsoboma konečné hodnoty sa začnú samy kompenzovať.

Za určitých okolností možno dosiahnuť ideálnu kompenzáciu, no vyzerá to paradoxne: pripojené ampérmetre budú reagovať na výrazné prúdy, ako aj ich úplnú absenciu. Je však dôležité pochopiť, že ideálne kondenzátory neexistujú (to isté platí pre induktory), preto je idealizácia podmieneným obrazom pre rozšírené pochopenie procesov.

Pokiaľ ide o skutočnú situáciu, v domácich podmienkach spotrebitelia spotrebúvajú čisto aktívny výkon, ako aj zmiešaný aktívny indukčný výkon. V druhom prípade Hlavnými spotrebiteľmi sú tieto zariadenia:

1. Elektrické vŕtačky.
2. Perforátory.
3. Elektromotory.
4. Chladničky.
5. Práčky.
6. Ostatné domáce spotrebiče.

Okrem toho medzi takýchto spotrebiteľov patria elektrické transformátory napájacích zdrojov pre domáce zariadenia a stabilizátory napätia. Pri zmiešanej záťaži sa okrem užitočnej spotrebováva aj reaktívna, pričom jej hodnoty môžu prekročiť indikátory aktívneho výkonu. Volt-ampér sa používa ako jednotka merania zdanlivého výkonu.

V elektrotechnike existuje niečo ako "kosínus phi" alebo účinník. Udáva pomer činného výkonu k jalovému výkonu. Pri použití odporových záťaží porovnateľných s reaktívnymi je hodnota cos φ 1. Keď sú kapacitné a indukčné záťaže kombinované s nulovým aktívnym výkonom, hodnota "kosínusu phi" bude nula. Pri zmiešanom zaťažení bude účinník v rozsahu od 0 do 1.

Platba za elektrinu

Keď sme prišli na to, ako nájsť aktívny a jalový výkon, ako možno takúto hodnotu merať a ako ju opísať jednoduchým jazykom, zostáva položiť logickú otázku, čo skutočný spotrebiteľ platí za používanie elektriny. Nemá zmysel platiť za plnú (jalovú) energiu. V tejto veci je však veľa úskalí, ktoré spočívajú v malých detailoch.

Ako viete, zmiešané zaťaženie zvyšuje prúd v sieti, v dôsledku čoho rôzne ťažkosti vznikajú v elektrárňach, kde sa elektrina vyrába synchrónne generátory. Faktom je, že indukčné záťaže spôsobujú „odbudenie“ generátora a na jeho návrat do počiatočnom stave, budete musieť minúť skutočnú aktívnu energiu, to znamená preplatiť veľa peňazí fondy. Má zmysel platiť za jalový výkon, pretože to prinúti klienta kompenzovať celú zložku záťaže.

Ak bude potrebné zaplatiť za oba typy kapacít samostatne, spotrebiteľ môže zvážiť možnosť inštalácie špeciálne kondenzátorové banky, ktoré sa spustia podľa plánu, keď sa dosiahne určitá úroveň spotreby elektriny. Okrem toho je možné vykonať inštaláciu profesionálnych zariadení vo forme kompenzátorov jalovej energie, ktoré spájajú kondenzátory so zvýšením spotreby energie. Účinne zvyšujú „kosínus phi“ z 0,6 na 0,97, teda takmer na úroveň 1.

Okrem toho, podľa súčasných predpisov, ak zákazník nevyužil viac ako 0,15 účinníka, potom je oslobodený od povinnosti platiť za plné zaťaženie. Väčšina individuálnych spotrebiteľov však spotrebuje veľmi malé množstvo elektriny, preto je nepraktické oddeľovať účty za dva druhy energie.

Okrem toho mnohé budovy majú jednofázové merače, ktoré nie sú schopné sledovať prietok. jalových elektrických záťaží, preto sa účet za elektrinu vystavuje s prihliadnutím na spotrebovanú elektrinu aktívna energia.

Užitočné tipy

Nie je úplne vhodné kompenzovať indukčnú záťaž, pretože priemerný spotrebiteľ využíva malé množstvo aktívnej záťaže. A usporiadanie zariadení, ktoré oddeľujú toky, si vyžaduje veľké investície a vyzerá technicky náročné.

Pripojené kondenzátory zbytočne zaťažujú kabeláž pri odpájaní záťaže. V niektorých prípadoch výrobcovia meračov vybavujú svoje vstupy kompenzačnými kondenzátormi s indukčnou záťažou. Pri správnej konfigurácii môžu takéto prvky znížiť straty energie, ako aj mierne zvýšiť napätie na zariadení znížením poklesu napätia na prívodnom vodiči.

Kompenzácia jalovej energie navyše zníži úroveň prúdov pozdĺž celého elektrického vedenia, čo bude mať pozitívny vplyv na úsporu energie a zabráni nadmerným stratám energie.