Hepimiz her gün elektrikli aletlerle karşılaşıyoruz, onlarsız hayatımız duruyor gibi görünüyor. Ve teknik talimatlardaki her biri gücü gösterir. Bugün ne olduğunu anlayacağız, hesaplama türlerini ve yöntemlerini öğreneceğiz.
İçerik
Alternatif akım devresindeki güç
Şebekeye bağlı elektrikli cihazlar bir alternatif akım devresinde çalışır, bu nedenle gücü bu koşullarda ele alacağız. Ancak önce kavramın genel bir tanımını verelim.
Güç - elektrik enerjisinin dönüşüm veya iletim oranını yansıtan fiziksel bir miktar.
Daha dar bir anlamda, elektrik gücü, belirli bir zaman diliminde yapılan işin bu zaman dilimine oranıdır derler.
Bu tanımı daha az bilimsel olarak ifade etmek gerekirse, gücün belirli bir süre boyunca tüketici tarafından tüketilen belirli bir miktarda enerji olduğu ortaya çıkıyor. En basit örnek, sıradan bir akkor lambadır. Bir ampulün tükettiği elektriği ısıya ve ışığa dönüştürme hızı, gücüdür. Buna göre, bir ampul için başlangıçta bu gösterge ne kadar yüksekse, o kadar fazla enerji tüketecek ve o kadar fazla ışık verecektir.
Bu durumda sadece elektriği başka bir şeye dönüştürme süreci olmadığından (ışık, termal vb.), aynı zamanda elektrik ve manyetik alanların salınım süreci, akım ve voltaj arasında bir faz kayması ortaya çıkar ve bu, daha sonraki hesaplamalarda dikkate alınmalıdır.
Bir alternatif akım devresindeki gücü hesaplarken, aktif, reaktif ve tam bileşenleri ayırt etmek gelenekseldir.
Aktif güç kavramı
Aktif "faydalı" güç, elektrik enerjisini başka bir enerjiye dönüştürme sürecini doğrudan karakterize eden gücün bir parçasıdır. Latince P harfi ile gösterilir ve ölçülür watt (sal).
Formüle göre hesaplanır: P = U⋅I⋅cosφ,
burada U ve I, devrenin voltajının ve akımının sırasıyla rms değeridir, cos φ, voltaj ve akım arasındaki faz açısının kosinüsüdür.
ÖNEMLİ! Daha önce açıklanan formül, devreleri hesaplamak için uygundur. voltaj 220Vancak, güçlü üniteler genellikle 380V voltajlı bir ağ kullanır. Bu durumda ifade üçün kökü veya 1.73 ile çarpılmalıdır.
reaktif güç kavramı
Reaktif "zararlı" güç, endüktif veya kapasitif yüke sahip elektrikli cihazların çalışması sırasında üretilen ve devam eden elektromanyetik salınımları yansıtan güçtür. Basitçe söylemek gerekirse, bu, güç kaynağından tüketiciye geçen ve daha sonra ağa geri dönen enerjidir.
Tabii ki, bu bileşeni iş hayatında kullanmak imkansızdır, ayrıca güç kaynağı ağına birçok yönden zarar verir, bu nedenle genellikle bunu telafi etmeye çalışırlar.
Bu değer Latince Q harfi ile gösterilir.
HATIRLAMAK! Reaktif güç geleneksel watt ile ölçülmez (sal) ve reaktif volt-amperlerde (Var).
Formüle göre hesaplanır:
Q = U⋅I⋅sinφ,
burada U ve I, devrenin voltajı ve akımının sırasıyla rms değeridir, sinφ, voltaj ve akım arasındaki faz açısının sinüsüdür.
ÖNEMLİ! Hesaplarken bu değer faz hareketine bağlı olarak hem pozitif hem de negatif olabilir.
Kapasitif ve endüktif yükler
Reaktif arasındaki temel fark (kapasitif ve endüktif) yükler - aslında, enerji depolama ve daha sonra ağa verme eğiliminde olan kapasitans ve endüktansın varlığı.
Endüktif bir yük, bir elektrik akımının enerjisini önce bir manyetik alana dönüştürür (yarım yarım döngü boyunca) ve daha sonra manyetik alanın enerjisini elektrik akımına dönüştürür ve ağa iletir. Örnekler endüksiyon motorları, doğrultucular, transformatörler, elektromıknatıslardır.
ÖNEMLİ! Endüktif bir yük çalıştırırken, akım eğrisi voltaj eğrisinden her zaman yarım döngü gerisinde kalır.
Kapasitif bir yük, bir elektrik akımının enerjisini bir elektrik alanına dönüştürür ve daha sonra ortaya çıkan alanın enerjisini tekrar bir elektrik akımına dönüştürür.Her iki işlem de yine her biri yarım döngü için devam eder. Örnekler kapasitörler, piller, senkron motorlardır.
ÖNEMLİ! Kapasitif yük çalışması sırasında, akım eğrisi, voltaj eğrisini yarım döngü kadar yönlendirir.
Güç faktörü cosφ
Güç faktörü cosφ (kosinüs phi oku) elektrik enerjisi tüketiminin verimliliğini yansıtan skaler bir fiziksel niceliktir. Basitçe söylemek gerekirse, cosφ katsayısı reaktif bir parçanın varlığını ve alınan aktif parçanın toplam güce göre değerini gösterir.
cosφ katsayısı, aktif elektrik gücünün görünen elektrik gücüne oranı ile bulunur.
NOT! Daha doğru bir hesaplamada sinüzoidin lineer olmayan distorsiyonları dikkate alınmalıdır, ancak bunlar geleneksel hesaplamalarda ihmal edilmektedir.
Bu katsayının değeri 0 ile 1 arasında değişebilir (hesaplama yüzde olarak yapılırsa, %0'dan %100'e). Hesaplama formülünden, değeri ne kadar büyük olursa, aktif bileşenin o kadar büyük olduğunu anlamak zor değildir, bu da cihazın performansının daha iyi olduğu anlamına gelir.
Toplam güç kavramı. Güç Üçgeni
Görünen güç, sırasıyla aktif ve reaktif gücün karelerinin toplamının köküne eşit, geometrik olarak hesaplanmış bir değerdir. Latince S harfi ile gösterilir.
Gerilim ve akımı sırasıyla çarparak toplam gücü de hesaplayabilirsiniz.
S = U⋅I
ÖNEMLİ! Görünen güç volt-amper cinsinden ölçülür (VA).
Güç üçgeni, aktif, reaktif ve görünen güç arasındaki daha önce açıklanan tüm hesaplamaların ve ilişkilerin uygun bir temsilidir.
Bacaklar, reaktif ve aktif bileşenleri, hipotenüsü - toplam gücü yansıtır. Geometri yasalarına göre, φ açısının kosinüsü, aktif ve toplam bileşenlerin oranına eşittir, yani güç faktörüdür.
Aktif, reaktif ve görünür güç nasıl bulunur. Hesaplama örneği
Tüm hesaplamalar, daha önce bahsedilen formüllere ve güç üçgenine dayanmaktadır. Pratikte en sık karşılaşılan soruna bakalım.
Tipik olarak, elektrikli cihazlar aktif güç ve cosφ katsayısının değeri ile işaretlenir. Bu verilerle reaktif ve toplam bileşenleri hesaplamak kolaydır.
Bunu yapmak için aktif gücü cosφ katsayısına böleriz ve akım ile voltajın çarpımını alırız. Bu tam güç olacak.
Ayrıca, güç üçgenine dayanarak, görünen ve aktif güçlerin kareleri arasındaki farkın karesine eşit reaktif gücü buluyoruz.
Cosφ pratikte nasıl ölçülür?
cosφ katsayısının değeri genellikle elektrikli cihazların etiketlerinde belirtilir, ancak pratikte ölçmek gerekirse, özel bir cihaz kullanırlar - faz ölçer. Ayrıca, bir dijital wattmetre bu görevle kolayca başa çıkabilir.
Elde edilen cosφ katsayısı yeterince düşükse, pratik olarak telafi edilebilir. Bu, esas olarak devreye ek cihazlar dahil edilerek yapılır.
- Reaktif bileşenin düzeltilmesi gerekiyorsa, devreye zaten çalışan cihaza zıt hareket eden bir reaktif eleman dahil edilmelidir. Bir endüksiyon motorunun, örneğin bir endüktif yükün çalışmasını telafi etmek için paralel olarak bir kapasitör bağlanır. Senkron motoru dengelemek için bir elektromıknatıs bağlanır.
- Doğrusal olmayan sorunları düzeltmek gerekirse, devreye bir pasif cosφ düzeltici eklenir, örneğin, yüke seri bağlanmış yüksek endüktanslı bir bobin olabilir.
Güç, elektrikli cihazların en önemli göstergelerinden biridir, bu nedenle ne olduğunu ve nasıl hesaplandığını bilmek sadece okul çocukları ve teknolojide uzmanlaşmış insanlar için değil, aynı zamanda her birimiz için de yararlıdır.
Benzer makaleler:
