Segitiga voltase, resistansi, dan daya

Siapa pun yang memiliki gagasan tentang diagram vektor akan dengan mudah melihat bahwa segitiga tegangan siku-siku dapat dibedakan dengan sangat jelas pada mereka, yang masing-masing sisinya mencerminkan: tegangan total rangkaian, tegangan resistansi aktif dan tegangan pada reaktansi.

Sesuai dengan teorema Pythagoras, hubungan antara tegangan ini (antara tegangan total rangkaian dan tegangan bagiannya) akan terlihat seperti ini:

Jika langkah selanjutnya adalah membagi nilai tegangan ini dengan arus (arus mengalir melalui semua bagian rangkaian seri secara merata), maka dengan Hukum Ohm kita mendapatkan nilai resistansi, yaitu, sekarang kita dapat berbicara tentang resistensi segitiga siku-siku:

Dengan cara yang sama (seperti dalam kasus tegangan), dengan menggunakan teorema Pythagoras, dimungkinkan untuk menetapkan hubungan antara impedansi rangkaian dan reaktansi. Hubungan tersebut akan dinyatakan dengan rumus berikut:

Kemudian kita mengalikan nilai resistansi dengan arus, sebenarnya kita akan menambah setiap sisi segitiga siku-siku beberapa kali. Hasilnya, kami mendapatkan segitiga siku-siku dengan kapasitas:

Daya aktif yang dilepaskan pada resistansi aktif rangkaian yang terkait dengan konversi energi listrik yang tidak dapat diubah (menjadi panas, dalam pelaksanaan pekerjaan di instalasi) akan secara jelas terkait dengan daya reaktif yang terlibat dalam konversi energi yang dapat dibalik (penciptaan magnet dan medan listrik dalam kumparan dan kapasitor) dan dengan daya penuh dialirkan ke instalasi listrik.

Daya aktif diukur dalam watt (W), daya reaktif — dalam varis (VAR — reaktif volt-ampere), total — dalam VA (volt-ampere).

Menurut teorema Pythagoras, kami berhak menulis:

Sekarang mari kita perhatikan fakta bahwa dalam segitiga daya terdapat sudut phi, yang kosinusnya mudah ditentukan terutama dengan daya aktif dan daya semu. Kosinus sudut ini (cos phi) disebut faktor daya. Ini menunjukkan berapa banyak daya total yang diperhitungkan saat melakukan pekerjaan yang bermanfaat dalam instalasi listrik dan tidak dikembalikan ke jaringan.

Jelas, faktor daya yang lebih tinggi (maksimum) menunjukkan efisiensi konversi yang lebih tinggi dari energi yang dikirim ke pembangkit untuk operasi. Jika faktor daya 1, maka semua energi yang diberikan digunakan untuk melakukan usaha.

Rasio yang diperoleh memungkinkan ekspresi konsumsi instalasi saat ini dalam hal faktor daya, daya aktif, dan tegangan jaringan:

Jadi, semakin kecil cosinus phi, semakin banyak arus yang dibutuhkan oleh jaringan untuk melakukan pekerjaan tertentu. Dalam praktiknya, faktor ini (arus jaringan maksimum) membatasi kapasitas transmisi saluran transmisi dan oleh karena itu, semakin rendah faktor daya, semakin besar beban saluran dan semakin rendah bandwidth yang berguna (semakin rendah cosinus phi menyebabkan pembatasan ). Kerugian joule pada saluran listrik dengan penurunan cosinus phi dapat dilihat dari rumus berikut:

Pada resistansi aktif R saluran transmisi, rugi-rugi bertambah semakin tinggi arus I, meskipun reaktif terhadap beban. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa dengan faktor daya yang rendah, biaya transmisi listrik meningkat begitu saja. Artinya, peningkatan cosinus phi merupakan tugas ekonomi nasional yang penting.

Diinginkan bahwa komponen reaktif dari daya total harus mendekati nol Untuk melakukan ini, alangkah baiknya untuk selalu menggunakan motor listrik dan trafo pada beban penuh dan mematikannya pada akhir penggunaan agar tidak menganggur. Tanpa beban, motor dan trafo memiliki faktor daya yang sangat rendah. Salah satu cara untuk meningkatkan cosinus phi pada pengguna adalah dengan menggunakan bank kapasitor Dan kompensator sinkron.