Cara mengetahui daya pada rangkaian AC

Daya AC tidak sama dengan daya DC. Semua orang tahu bahwa arus searah mampu memanaskan beban aktif R. Dan jika Anda mulai memberi energi pada rangkaian yang berisi kapasitor C dengan arus searah, segera setelah diisi, kapasitor ini tidak akan melewatkan arus lagi melalui rangkaian.

Kumparan L dalam rangkaian DC biasanya dapat berperilaku seperti magnet, terutama jika mengandung inti feromagnetik. Dalam hal ini, kabel koil yang memiliki resistansi aktif sama sekali tidak akan berbeda dari resistor R yang dihubungkan secara seri dengan koil (dan memiliki peringkat yang sama dengan resistansi ohmik dari kabel koil).

Either way, di sirkuit DC di mana beban hanya terdiri dari elemen pasif, proses sementara mereka berakhir segera setelah dia mulai makan dan tidak lagi muncul.

Elemen arus bolak-balik dan reaktif

Mengenai sirkuit arus bolak-balik, di dalamnya transien adalah yang paling penting, jika tidak menentukan, kepentingan, dan elemen apa pun dari sirkuit semacam itu tidak hanya mampu menghilangkan energi dalam bentuk panas atau kerja mekanis, tetapi juga mampu melakukan yang paling sedikit. akumulasi energi dalam bentuk medan listrik atau magnet akan mempengaruhi arus, menyebabkan semacam respons non-linier, tidak hanya bergantung pada amplitudo tegangan yang diberikan, tetapi juga pada frekuensi arus yang lewat.

Dengan demikian, dengan arus bolak-balik, daya tidak hanya hilang dalam bentuk panas pada elemen aktif, tetapi sebagian energi diakumulasikan secara berturut-turut dan kemudian dikembalikan ke sumber daya. Ini berarti bahwa elemen kapasitif dan induktif menahan aliran arus bolak-balik.

Di sirkuit arus bolak-balik sinusoidal Kapasitor pertama kali diisi selama setengah periode, dan selama setengah periode berikutnya ia melepaskan, mengembalikan muatan ke listrik, dan seterusnya setiap setengah periode gelombang sinus listrik. Induktor dalam rangkaian AC menciptakan medan magnet selama kuartal pertama periode, dan selama kuartal berikutnya medan magnet berkurang, energi dalam bentuk arus kembali ke sumbernya. Beginilah perilaku beban kapasitif murni dan murni induktif.

Dengan beban kapasitif murni, arus mendahului tegangan seperempat periode gelombang sinus utama, yaitu 90 derajat, jika dilihat secara trigonometri (ketika tegangan dalam kapasitor mencapai maksimum, arus yang melaluinya adalah nol , dan ketika tegangan mulai melewati nol, arus dalam rangkaian beban akan maksimum).

Dengan beban induktif murni, arus tertinggal dari tegangan sebesar 90 derajat, yaitu tertinggal seperempat periode sinusoidal (ketika tegangan yang diterapkan ke induktansi maksimum, arus baru mulai meningkat). Untuk beban yang murni aktif, arus dan tegangan tidak tertinggal satu sama lain setiap saat, yaitu, keduanya benar-benar dalam fase.

Daya total, reaktif dan aktif, faktor daya

Ternyata jika beban pada rangkaian arus bolak-balik tidak aktif sempurna, maka komponen reaktif harus ada di dalamnya: yang memiliki komponen induktif dari belitan transformator dan mesin listrik, kapasitor dan elemen kapasitif lainnya dengan komponen kapasitif, bahkan hanya induktansi dari kabel, dll. .n.

Akibatnya, dalam rangkaian AC, tegangan dan arus keluar dari fase (tidak dalam fase yang sama, artinya maksima dan minima mereka tidak sesuai dengan maksimum - dengan maksimum, dan minimum dengan minimum persis) dan selalu ada jeda arus dari tegangan dengan sudut tertentu, yang biasa disebut phi. Dan besarnya cosinus phi disebut faktor kekuatan, karena kosinus phi sebenarnya adalah rasio daya aktif R, yang dikonsumsi secara tidak dapat diperbaiki dalam rangkaian beban, dengan daya total S yang harus melewati beban.

Sumber tegangan ac memasok daya total S ke rangkaian beban, sebagian dari daya total ini dikembalikan setiap seperempat periode kembali ke sumber (bagian yang kembali dan mengembara bolak-balik disebut komponen reaktif Q), dan sebagian dikonsumsi dalam bentuk daya aktif P — dalam bentuk panas atau kerja mekanis.

Agar beban yang mengandung elemen reaktif dapat bekerja sebagaimana mestinya, perlu ditenagai oleh sumber energi listrik dengan daya penuh.

Cara menghitung daya semu dalam rangkaian AC

Untuk mengukur daya total S dari beban dalam rangkaian arus bolak-balik, cukup mengalikan arus I dan tegangan U, atau lebih tepatnya nilai rata-rata (efektif), yang mudah diukur dengan voltmeter dan ammeter arus bolak-balik ( perangkat ini menunjukkan dengan tepat nilai rata-rata dan efektif, yang untuk jaringan fase tunggal dua kabel kurang dari amplitudo 1,414 kali). Dengan cara ini, Anda akan tahu berapa banyak daya yang mengalir dari sumber ke penerima. Nilai rata-rata diambil karena dalam jaringan konvensional arusnya sinusoidal dan kita perlu mendapatkan nilai pasti dari energi yang dikonsumsi setiap detik.

Cara menghitung daya aktif pada rangkaian AC

Jika bebannya murni aktif, misalnya koil pemanas yang terbuat dari nichrome atau lampu pijar, maka Anda cukup mengalikan pembacaan ammeter dan voltmeter, ini akan menjadi konsumsi daya aktif P. Tetapi jika beban bersifat aktif-reaktif, maka perhitungannya perlu mengetahui kosinus phi, yaitu faktor daya.

Alat pengukur listrik khusus — pengukur fase, akan memungkinkan Anda untuk mengukur kosinus phi secara langsung, yaitu mendapatkan nilai numerik dari faktor daya. Mengetahui kosinus phi, tetap mengalikannya dengan total pangkat S, metode perhitungannya dijelaskan di paragraf sebelumnya. Ini akan menjadi daya aktif, komponen aktif dari energi yang dikonsumsi oleh jaringan.

Cara menghitung daya reaktif

Untuk menemukan daya reaktif, cukup menggunakan akibat wajar dari teorema Pythagoras, mengatur segitiga daya atau cukup mengalikan daya total dengan sinusoidal.