Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Teorie mocy w obwodach prądu przemiennego

Przebiegi  napięcia zasilającego u(t), prądu odbiornika i(t) i mocy chwilowej p(t)
Przebiegi napięcia zasilającego u(t), prądu odbiornika i(t) i mocy chwilowej p(t)

Teoria mocy obwodów elektrycznych (termin „teoria mocy” oznacza tutaj stan wiedzy o właściwościach energetycznych obwodów elektrycznych. Tak rozumiana teoria mocy jest zbiorowym efektem pracy intelektualnej tych, którzy przyczyniają się do wyjaśniania właściwości energetycznych obwodów elektrycznych [13, 18]) w jej obecnym kształcie jest wynikiem badań kilku pokoleń naukowców i inżynierów elektryków. Pojęcie to często jest używane w takich zwrotach jak teoria mocy Fryzego, teoria mocy p-q, czy teoria składowych fizycznych prądu itp. W tym ujęciu oznacza zaproponowaną interpretację zjawisk energetycznych zachodzących w obwodach elektrycznych, definicje wielkości z nimi związanych oraz aparat matematyczny.

Termin teoria mocy obwodów elektrycznych może być też rozumiany jako ogólny stan wiedzy o ich właściwościach energetycznych. W tym sensie byłby to zbiór prawdziwych stwierdzeń i interpretacji, definicji i równań opisujących te właściwości. Teoria mocy rozwija się z dwóch głównych powodów. Pierwszy ma charakter poznawczy – w odniesieniu do obwodów elektrycznych teoria mocy poszukuje odpowiedzi na pytanie: dlaczego odbiornik o mocy  czynnej wymaga zwykle źródła zasilania o mocy pozornej większej od mocyczynnej? Pytanie to jest ściśle związane z potrzebą interpretacji zjawisk energetycznych w obwodach elektrycznych (Czytaj więcej na ten temat). Drugi z powodów ma charakter praktyczny, mianowicie, teoria mocy usiłuje odpowiedzieć na pytanie, jak można zmniejszać moc pozorną źródła zasilania nie zmniejszając mocy czynnej odbiornika? Te dwa pozornie łatwe pytania okazały się wyjątkowo trudne. Pomimo że mija już ponad sto lat od postawienia pierwszych pytań teorii mocy, pewne odpowiedzi są wciąż dyskusyjne [13, 18].

konwencjonalny opis właściwości energetycznych obwodów elektrycznych

Analiza najprostszych przypadków zjawisk energetycznych zachodzących w jednofazowych i trójfazowych obwodach elektrycznych pozwala na przypomnienie, w jaki sposób zdefiniowane zostały powszechnie stosowane w elektrotechnice wielkości, takie jak: moc chwilowa p(t), moc czynna P, moc bierna Q, moc pozorna S, moc odkształcenia H, współczynniki mocy: DPF i PF itp. Ten rodzaj opisu właściwości energetycznych obwodów elektrycznych określany jest mianem konwencjonalnego i obowiązuje w stanie ustalonym.

obwody jednofazowe

Sinusoidalny przebieg napięcia zasilającego liniowy odbiornik
Jeżeli odbiornik zasilany jest napięciem sinusoidalnym u(t) o pulsacji w (rys. 1.):

(1)

to prąd odbiornika i(t) można wyrazić zależnością:

(2)

gdzie:
U – wartość skuteczna napięcia zasilającego u(t),
I – wartość skuteczna prądu odbiornika i(t),
ϕ – kąt przesunięcia fazowego między napięciem u(t) a prądem i(t).

Moc chwilową p(t) na zaciskach źródła, tj. prędkość przepływu energii w(t) ze źródła do odbiornika, zdefiniowano jako iloczyn u(t) i i(t) (rys. 1.), mianowicie:

(3)

 

Zależność (3) na moc chwilową p(t) można przekształcić do następujących dwóch postaci:

(4)

(5)

Moc chwilowa p(t) jest przebiegiem okresowym o okresie T/2, gdzie T jest wspólnym okresem sygnałów u(t) oraz i(t). W zależnościach (4) i (5) można wyodrębnić: składniki o stałej wartości dla danego ϕ, składniki o podwojonej pulsacji 2ωt, składniki, które zawsze przyjmują wartość większą od zera lub równą oraz składniki, których wartość średnia jest zawsze równa zero. Na podstawie (4) i (5) zdefiniowano powszechnie znane i stosowane w elektrotechnice do opisu właściwości energetycznych obwodów elektrycznych wielkości:
– moc czynną:

(6)

– moc bierną (stosowane określenie „moc bierna” odnosi się do klasycznie zdefiniowanej mocy biernej w dziedzinie podstawowej harmonicznej napięcia i prądu):

(7)

– moc pozorną:

(8)

Korzystając z (4) i (5) moc chwilową p(t) można przedstawić jako:

(9)

(10)


Przebiegi czasowe wyodrębnionych składowych mocy chwilowej p(t) przedstawiono na rysunku 2.

Moc czynna P z definicji jest równa składowej stałej mocy chwilowej p(t) (4) (9). Definiuje się ją również jako wartość średnią za okres T mocy chwilowej p(t):

(11)

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 12/2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl