انواع توانها در شبکه الکتریکی متناوب

• 

مشخصات

مجموعه: مقالات

منتشر شده در یکشنبه, 07 بهمن 1397 13:52

نگارش یافته توسط Super User

تعداد بازدید: 1062

 

انواع توان در شبکه الکتریکی جریان متناوب

درمدارهای DC ضریب جریان و ولتاژ، توان مصرف شده برحسب وات را نشان می دهد . در مدارهای  AC  که مقاومتیِ خالص هستند مثل هیتر ، اتو ، لامپ ، کتری برقی و ...  نیز مثل مدارهای DC ،  توان، حاصل ضرب جریان  در ولتاژ است. در این مدارها راکتانس  صفر و امپدانس مدار فقط  از مقاومتها  تشکیل می شود.

اما درمدارهای AC که شامل  عناصر غیرفعال راکتیو  ( خازن ، سلف ) هستند  ضرب جریان  در ولتاژ با فرکانس تغییر می کند.

دریک مدار مقاومتی  AC ، جریان و ولتاژ هم فاز بوده و توان در هر لحظه  با ضریب جریان و ولتاژ درهمان لحظه قابل محاسبه است .

اگردرمداری اجزای راکتیو  باشند، ولتاژ و جریان هم فاز نخواهند بود . همچنین اگر زاویه بین ولتاژ و جریان حداکثر ( 90 درجه ) باشد ، مدار راکتیو توان مصرفی را به منبع  برمی گرداند و  به همین دلیل، مقدار توان میانگین مصرف شده  مدار صفر است .

توان ظاهری (S)

حاصلضرب ولتاژ مصرف کننده در جریان مصرف کننده است این عدد مقدار توانی است که بر حسب ولت آمپر(VA ) از شبکه اخذ میگردد.

S=V.I

 

توان حقیقی  یا توان  اکتیو (P)

که توسط مدار AC  مصرف می شود باید علاوه برضرب آمپر در ولتاژ، اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ را هم مطابق رابطه   داشته باشیم .

ضریب توان  (PF)×  توان  ظاهری  (S )  =   توان اکتیو (P)

توان  راکتیو یا  Q   : 

ضریب ولت در آمپر را نمایش می دهد که باهم  همفاز نیستند . این توان ، بخشی از الکتریسیته است که به تولید  و پایدار ماندن میدان های الکتریکی  و مغناطیسیِ لازم  برای تجهیزات جریان متناوب کمک می کند.

کاهش توان راکتیو،  همیشه  یک ضریب  برای  بهبود  بازده  سیستم است .

توان  راکتیو  را می توان  به کف   روی  یک لیوان دلستر تشبیه کرد. شما پول یک لیوان دلستر را می دهید ولی آن چیزی که می نوشید اغلب کمتر از یک لیوان است، چون  فضای اضافه  لیوان با کف پر شده است.

 

 

 

 

 

ضریب توان  (PF)×  توان  ظاهری  (S )  =   توان اکتیو (P)

 

 

اصلاح ضریب توان (power factor)

یک راه برای جلوگیری از توان راکتیو نصب خازن های اصلاح ضریب توان است.

معمولاً مصرف کننده های خانگی(تکفاز) فقط هزینه توان اکتیو را پرداخت
می کنند. زیرا ضریب توان تکفاز همه مشترکان خانگی به دلیل تعبیه
خازن های اصلاح  ضریب توان در وسایل خانگی یکسان است .

ولی ضریب توان مصرف کننده های صنعتی که عمدتاً برق 3 فاز دارند متفاوت از یکدیگر است.  به همین دلیل ممکن است شبکه مصرف کننده هایی که ضریب توان پایین تراز حد مجاز دارند جریمه کند، به دلیل اینکه نیروگاهها باید هادیها، ترانسفورماتورها، پست ها و .... را بزرگتر کنند تا بتوانند برق مصارف بزرگ را تامین نمایند.

ضریب توان بیشتراز 0.95  برای یک مصرف کننده عالی  است و در بارهای موتوری مانند موتورهای آسانسور ، کولر ، کمپرسور ،پمپ ها، هواکش ،اگزاست،چیلر ها، دمنده و مکنده ها عموما مقدار این ضریب بین 0.75 الی 90.8 خواهد بود که رقم قابل قبولی است .

در موتورهای چینی و یا موتورهایی که با کیفیت و راندمان پایین کار میکنند عدد این ضریب قدرت حتی به زیر 0.75 حتی تا 0.6 هم میرسد.

مقوله اصلاح ضریب توان را در مطالب بعدی بخوانید