KYPA

Здравствуйте. Я читал про активную и реактивную мощность, но так и не понял Вот например лампочка накаливания - это активная нагрузка, т.к. вся эл. энергия подведённая к ней превращается в тепло и излучение. Утюг - активная, превращается в тепло. Электродвигатель... и тут я не понял
Как же выглядит эта реактивная мощность? Или может быть её на самом деле не существует (не пощупать пальцами ), она абстрактна?

из Риги

Это мощность взлетающего реактивного самолета ...

Jack Vo

Электрическая мощность — Википедия

LeonCPb

Реактивная мощность это то, что связано с динамикой изменяющихся величин на реактивных элементах - индуктивности и емкости. Описывается векторной величиной в комплексном представлении, Величина вектора это активная составляющая, а его меняющиеся ординаты на оси координат емкостные и индуктивные составляющие. С постоянным током было все просто, там только активная мощность. А вот при появлении переменных токов и колебательных процессов, дело усложнилось для понимания и придется изрядно попотеть над электротехникой и радиотехникой на втором и третьем курсе. Но для практических целей прикладная наука переменных токов вещь неоценимая, все современые достижения связаны именно с изменяющимися величинами по определенным законам и правилам.
Пощупать их можно получая определенные блага и удобства, окружающие нас в повседневной жизни.
И наконец, учитывая Вашу упорную любознательность в этой области, у Вас будут определенные успехи в дальнейшей учебе.
Удачи Вам.

KYPA

Я не понял. Можете попроще?

КОМП

Представте себе, в самом простом виде свойства переменного тока. Переменный ток называют так не в том смысле, что его значение изменяется в процессе потребления энергии. Оно может оставаться и постоянным. Под переменным током в узком смысле понимают периодический ток, мгновенные значения которого в течение каждого небольшого периода (для переменного тока частоты 50 Гц это 1/50 доля секунды) проходят цикл изменения от минимального до максимального значения, и наоборот. Графически этот цикл отображается синусоидой. Переменным в этом смысле является и напряжение. В целом же для цепей, в которых и напряжение, и ток циклически изменяются, используется термин «цепи переменного тока».

В цепях переменного тока существует много элементов, которые разделены воздушными промежутками — обмотки высокого и низкого напряжения трансформаторов или статор и ротор вращающейся машины (двигателя и генератора) не имеют электрической связи между собой. Тем не менее электрическая энергия передается через это воздушное пространство, являющееся фактически непроводящим ток диэлектриком. Это происходит в связи с возникновением под действием переменного тока переменного магнитного поля в индуктивности, а под действием переменного напряжения - переменного электрического поля в емкости (в комбинации — электромагнитного поля). Полям, как известно, воздух не преграда. Переменное магнитное поле, образуемое одной из разделенных обмоток, постоянно пересекает своими магнитными линиями витки другой обмотки, наводя в ней электродвижущую силу. Ее величина такова, что вся мощность первичной обмотки переходит на вторичную обмотку. В конденсаторе те же самые функции осуществляет электрическое поле.

Магнитное и электрическое поля существуют вокруг любого проводника, который находится под напряжением и по которому идет ток. Теоретически можно передать мощность по воздуху с одной из параллельно проложенных линий на другую. Правда, чтобы передать существенную мощность, линии должны быть длиной в сотни тысяч километров. Для переброски через воздушные промежутки большой мощности в устройстве приемлемого размера нужно сильное магнитное поле, сконцентрированное в небольшом пространстве. Это достигается обматыванием вокруг металлического сердечника (ярма) многочисленных витков, расположенных близко друг к Другу, и применением для изготовления сердечников специальной стали, обеспечивающей большую взаимоиндукцию.

Электромагнитная энергия непосредственно преобразуется в тепловую, механическую, химическую и другие виды полезной работы в элементах, обладающих активным сопротивлением, обозначаемым R. В элементах, представляющих собой индуктивность L и емкость С, электромагнитная энергия на половине периода запасается, а на второй половине периода возвращается в источник. При этом синусоида тока, создающего магнитное поле, всегда на четверть периода (90 эл. градусов) отстает от синусоиды напряжения, а синусоида тока, создающего электрическое поле, опережает.

Сопротивления таких элементов связаны с индуктивностью и емкостью и частотой f соотношениями: XL = 2wfL и Хс = С/2w f. Из этих соотношений видно, что эти сопротивления существуют только в цепях переменного тока, а в цепях постоянного тока (f= 0) XL превращается в 0 (короткое замыкание), а Хс - в бесконечность (разрыв цепи). В связи с возвратным характером их действия эти сопротивления называют реактивными, а ток, обусловленный обменной электромагнитной энергией, — реактивным током. Так как реактивный ток сдвинут относительно активного на 90°, то естественно, что полный ток определяется как корень квадратный из суммы квадратов активного и реактивного тока.

Прохождение через сеть «сдвинутого» тока можно сравнить с продвижением людей через проход, пропускная способность которого составляет, например, 10 человек одновременно. При этом в восьми рядах люди все время идут в одном направлении, а в двух рядах одни и те же люди то идут, то возвращаются. В результате число людей, перешедших на другую сторону, следует считать исходя из пропускной способности восемь человек, а проход все время загружен десятью рядами. Аналогична ситуация и с пропускной способностью электрической сети. Разница лишь в том, что активная и реактивная составляющие тока складываются не арифметически, а в квадрате, поэтому реактивная составляющая в меньшей степени занимает сечение. Для полноты сравнения можно считать, что два ряда людей ходят боком и потому занимают меньше места.

Полупериоды запасания и возврата электромагнитной энергии индуктивностью и емкостью сдвинуты на 180° (у первой ток сдвинут на -90°, а у второй на +90°), то есть они находятся в противо-фазе. Поэтому при наличии рядом сопротивлений XL = Хс обменная часть электромагнитной энергии не возвращается в источник, а эти элементы постоянно обмениваются ею между собой. Уже должна возникнуть мысль, а не поставить ли у потребителя электроэнергии, в сетях которого полно индуктивностей, емкость? И пусть они обмениваются между собой этой частью электромагнитной энергии, разгрузив от нее сеть и предоставив ей возможность передавать только ту часть электромагнитной энергии, которая преобразуется в полезную работу? Эта операция и называется компенсацией реактивной мощности (КРМ).

Реактивная энергия не выполняет никакой работы в том смысле, что она не может, как активная энергия, превращаться в тепловую или механическую энергию. Так как в физике понятия энергии и работы тождественны, то, строго говоря, словосочетание «реактивная энергия» физически бессмысленно. Тем не менее применение на практике этого условного понятия удобно. Раз уж возникает дополнительный ток, названный реактивным, то его произведение на напряжение вроде бы по-другому как мощностью не назовешь, а интегрирование мощности по времени формально называется энергией. Более того, сдвинув на 90° обмотку электрического счетчика, можно заставить его считать произведение на напряжение только тока, сдвинутого на 90°, — появляется наглядное подтверждение существования реактивной энергии (счетчик ведь показывает!).

Реактивный ток не только отнимает у активного тока часть пропускной способности сети, но и на его прохождение по проводам затрачивается определенная часть активной энергии, так как потери мощности АР = 3 Р R, где / — полный ток. Счетчик активнойэнергии (по большому счету только ее и можно назвать энергией, поэтому он называется просто счетчик электроэнергии) покажет одно и то же значение и при наличии, и при отсутствии реактивной составляющей тока. Поэтому только по его показаниям нельзя правильно оценить режимы линий передачи электроэнергии (в приведенном выше примере счетчик будет показывать движение восьми рядов, полностью игнорируя два двигающихся туда и обратно). Для оценки же режима сети необходимо знать обе составляющие. Активная и реактивная составляющие полного тока по-разному влияют на напряжение в точках потребления энергии. Потери напряжения от передачи активной составляющей тока в подавляющей степени определяются сопротивлением R, а реактивной — сопротивлением XL. В элементах линий электропередачи обычно XL » R, поэтому прохождение по сети реактивного тока приводит к гораздо большему снижению напряжения, чем активного тока той же величины.

Итак, в сети переменного тока нет ничего, кроме циклически изменяющихся мгновенных значений тока и напряжения, циклы которых сдвинуты относительно друг друга на некоторую часть периода. При графическом изображении их в виде векторов говорят, что они сдвинуты на некоторый угол ф. Поэтому анекдотический ответ студента на экзамене, что три провода нужны потому, что по первому передается напряжение, по второму ток, а по третьему cos ф, можно считать более близким к истине, чем представление о поставке потребителям двух видов продукции.
Мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на синус угла сдвига фаз между ними (sin φ).

KYPA

Спасибо за такое объёмное сообщение

Магнитное поле в индуктивности - это понятно, но откуда это же поле в конденсаторе?

Получается при прохождении верхней части синусоиды конденсатор заряжается, а сердечник индуктивности намагничивается? А при прохождении нижней половины синусоиды конденсатор разряжается на неё, а сердечник индуктивности размагничивается, в её катушке возникает ЭДС которая также передаётся нижней части синусоиды?

Почему отстаёт?

Что опережает?

Дальше пока не освоил текст, попозже.

кочевник

В конденсаторе поле электрическое, между обкладками.Не верхней а любой части синусоиды отличной от нуля.Потому что индуктивность препятствует нарастанию тока (так же как емкость препятствует нарастанию напряжения.Синусоиду напряжения.Вот эта часть сообщения от "КОМП" есть полный ответ на Ваш вопрос, понимание же различных тонкостей требует более-менее серьезной теоретической подготовки. Удачи.

из Риги

И не заморачивайся ! Всё что ученые говорят об электричестве - всего лишь гипотеза ! Они сами не знают что это такое ! Да - использовать его мы умеем , но природу его не знаем ! И видимо никогда не узнаем ... Я например об этой самой "электрической энергии" задумываюсь только тогда , когда собранная мною схема задымит , или какая либо деталь "бабахнет" ... Ну ессесна когда эта самая"реактивная мощность" шандарахнет меня всеми своими 220 вольтами - вот тогда репу и чешу - что за е... сила такая ?! Ни понюхать , ни увидеть а пощупать ...

кочевник

Вы это все всерьез? Или?