§ 3.21. Активная, реактивная и полная мощности.

Под активной мощностью Р понимают среднее значение мгновенной мощности

Если ток напряжение на участке цепи

(3.43)

Активная мощность физически представляет собой энергию, которая выделяется в единицу времени в виде теплоты на участке цепи в сопротивлении R. Действительно, произведение Следовательно,

Единица активной мощности —

Под реактивной мощностью Q понимают произведение напряжения U на участке цепи на ток I по этому участку и на синус угла Ф между напряжением U и током

Единица реактивной мощности — вольт-ампер реактивный Если то если то .

Рассмотрим, что физически представляет собой реактивная мощность. С этой целью возьмем участок цепи с последовательно соединенными R, L и С. Пусть по нему протекает ток Запишем выражение для мгновенного значения суммы энергий магнитного и электрического полей цепи:

Из полученного выражения видно, что имеет постоянную составляющую неизменную во времени, и переменную составляющую изменяющуюся с двойной угловой частотой:

где .

На создание постоянной составляющей была затрачена энергия в процессе становления данного периодического режима. В дальнейшем при периодическом процессе энергия остается неизменной и, следовательно, от источника питания не требуется энергии на ее создание.

Среднее значение энергии поступающей от источника за интервал времени от до

(3.46)

Таким образом, реактивная мощность Q пропорциональна среднему за четверть периода значению энергии, которая отдается источником питания на создание переменной составляющей электрического и магнитного поля индуктивной катушки и конденсатора.

За один период переменного тока энергия дважды отдается генератором в цепь и дважды он получает ее обратно, т. е. реактивная мощность является энергией, которой обмениваются генератор и приемник.

Полная мощность

Единица полной мощности —

Мощности Р, Q и S связаны следующей зависимостью:

Графически эту связь можно представить в виде прямоугольного треугольника рис. 3.21 — треугольника мощности, у которого имеются катет, равный Р, катет, равный Q, и гипотенуза 5.

На щитке любого источника электрической энергии переменного тока (генератора, трансформатора и т. д.) указывается значение S, характеризующее ту мощность, которую этот источник может отдавать потребителю, если последний работает при (т. е. если потребитель представляет собой чисто активное сопротивление).