私たちは皆、毎日電気器具に出くわします。私たちの生活は電気器具なしでは止まるようです。そして、技術的な指示のそれらのそれぞれは力を示します。今日はそれが何であるかを理解し、計算の種類と方法を学びます。
交流回路の電力
主電源に接続された電化製品は交流回路で動作するため、これらの条件での電力を考慮します。ただし、最初に、概念の一般的な定義を示しましょう。
力 -電気エネルギーの変換または伝達の速度を反映する物理的な量。
狭義には、電力とは、ある期間に行われた仕事とこの期間の比率であると言われています。
この定義をあまり科学的に言い換えると、電力は、特定の期間に消費者によって消費される特定の量のエネルギーであることがわかります。最も簡単な例は、通常の白熱灯です。電球が消費する電気を熱と光に変換する速度がその電力です。したがって、このインジケータが最初に電球に対して高いほど、より多くのエネルギーを消費し、より多くの光を発します。
この場合、電気を他の電気に変換するプロセスだけではありません（光、熱など。）だけでなく、電界と磁界の振動のプロセスでも、電流と電圧の間に位相シフトが現れます。これは、今後の計算で考慮に入れる必要があります。
交流回路の電力を計算するときは、アクティブ、リアクティブ、およびフルコンポーネントを区別するのが通例です。
有効電力の概念
アクティブな「有用な」電力は、電気エネルギーを他のエネルギーに変換するプロセスを直接特徴付ける電力の一部です。ラテン文字のPで示され、 ワット (火曜日).
次の式に従って計算されます。 P =U⋅I⋅cosφ、
ここで、UとIはそれぞれ回路の電圧と電流のrms値であり、cosφは電圧と電流の間の位相角の正弦です。
重要！ 前述の式は、次の回路を計算するのに適しています。 電圧220Vただし、強力なユニットは通常、380Vの電圧のネットワークを使用します。この場合、式に3のルートまたは1.73を掛ける必要があります。
無効電力の概念
反応性の「有害な」電力は、誘導性または容量性負荷のある電化製品の動作中に生成される電力であり、進行中の電磁振動を反映します。簡単に言えば、これは電源から消費者に渡され、ネットワークに戻るエネルギーです。
もちろん、このコンポーネントをビジネスで使用することは不可能であり、さらに、それは多くの点で電源ネットワークに害を及ぼすため、彼らは通常それを補おうとします。
この値はラテン文字のQで表されます。
覚えて！ 無効電力は、従来のワットでは測定されません（火曜日）、および無効ボルトアンペア（Var).
次の式に従って計算されます。
Q=U⋅I⋅sinφ,
ここで、UとIはそれぞれ回路の電圧と電流のrms値であり、sinφは電圧と電流の間の位相角の正弦です。
重要！ 計算するとき、この値は、位相の動きに応じて、正と負の両方になります。
容量性および誘導性負荷
リアクティブ（容量性および誘導性）負荷-実際には、静電容量とインダクタンスの存在。これらはエネルギーを蓄積し、後でネットワークに与える傾向があります。
誘導性負荷は、最初に電流のエネルギーを磁場に変換します（半サイクル中）、次に磁場のエネルギーを電流に変換し、それをネットワークに送信します。例としては、誘導モーター、整流器、変圧器、電磁気器があります。
重要！ 誘導性負荷を動作させる場合、電流曲線は常に電圧曲線より半サイクル遅れます。
容量性負荷は、電流のエネルギーを電界に変換し、次に、結果として生じる電界のエネルギーを電流に変換し直します。両方のプロセスは、それぞれ半サイクルずつ再び進行します。例としては、コンデンサー、バッテリー、同期モーターがあります。
重要！ 容量性負荷動作中、電流曲線は電圧曲線より半サイクル進んでいます。
力率cosφ
力率cosφ（コサインファイを読み取る）は、電気エネルギー消費の効率を反映するスカラー物理量です。簡単に言えば、係数cosφは、無効部分の存在と、総電力に対する受信された有効部分の値を示します。
係数cosφは、有効電力と見かけの電力の比率から求められます。
ノート！ より正確な計算では、正弦波の非線形歪みを考慮に入れる必要がありますが、従来の計算では無視されます。
この係数の値は0から1まで変化する可能性があります（計算がパーセンテージで実行される場合、0％から100％）。計算式から、その値が大きいほど有効成分が大きいことを理解するのは難しくありません。これは、デバイスのパフォーマンスが優れていることを意味します。
トータルパワーのコンセプト。パワートライアングル
見かけの電力は、それぞれ有効電力と無効電力の2乗の合計の根に等しい幾何学的に計算された値です。ラテン文字Sで指定されます。
電圧と電流をそれぞれ乗算して、総電力を計算することもできます。
S =U⋅I
重要！ 見かけの電力はボルトアンペア（VA).
電力の三角形は、前述のすべての計算と、有効電力、無効電力、および見かけの電力間の関係を便利に表したものです。
脚は、反応性および活性成分である斜辺、つまり総電力を反映しています。幾何学の法則によれば、角度φの正弦は、有効成分と総成分の比率に等しくなります。つまり、力率になります。
アクティブ、リアクティブ、および見かけの電力を見つける方法。計算例
すべての計算は、前述の式とべき乗の三角形に基づいています。実際に最も頻繁に遭遇する問題を見てみましょう。
通常、電化製品は有効電力とcosφ係数の値でマークされます。これらのデータを使用すると、反応性成分と総成分を簡単に計算できます。
これを行うには、有効電力を係数cosφで除算し、電流と電圧の積を求めます。これはフルパワーになります。
さらに、電力の三角形に基づいて、無効電力は、見かけの電力と有効電力の2乗の差の2乗に等しいことがわかります。
cosφの実際の測定方法
cosφ係数の値は、通常、電化製品のタグに示されていますが、実際に測定する必要がある場合は、専用のデバイスを使用します。 位相計。また、デジタル電力計はこのタスクに簡単に対処できます。
得られた係数cosφが十分に低ければ、それは実質的に補償することができます。これは主に、回路に追加のデバイスを含めることによって行われます。
- 無効成分を修正する必要がある場合は、無効要素を回路に含めて、すでに機能しているデバイスとは逆に動作させる必要があります。誘導電動機、例えば誘導負荷の動作を補償するために、コンデンサが並列に接続されています。同期モーターを補償するために電磁石が接続されています。
- 非線形性の問題を修正する必要がある場合は、パッシブcosφ補正器を回路に導入します。たとえば、負荷と直列に接続された高インダクタンスのチョークにすることができます。
電力は電化製品の最も重要な指標の1つであるため、電力が何であるか、どのように計算されるかを知ることは、学童や技術を専門とする人々だけでなく、私たち一人一人にとっても役立ちます。
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