Електрическа мощност

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Електрическата мощност се предава по електрически далекопроводи като този, както и по подземи високоволтови кабели.

Електрическа мощност е скоростта, с която електрическата енергия се предава в електрическата верига. Мерната единица в SI за мощност е ват или един джаул за секунда.

Електрическата мощност обикновено се произвежда от електрически генератори, но може да произхожда и от други източници като електрически батерии. Обикновено се доставя на жилищата и предприятията чрез електроснабдителна мрежа. Електрическата мощност се продава на киловатчас (3.6 MJ), което е произведението на мощността в киловати, умножена по времето в часове. Електроразпределителните дружества измерват мощността, използвайки електромери, които изчисляват общата електроенергия, доставена до клиента.

Електрическата мощност предоставя форма на енергията с ниска ентропия и може да бъде пренасяна на големи разстояния и да бъде преобразувана в други форми на енергия, като движение, светлина, топлина с висока енергийна ефективност.[1]

Моментна електрическа мощност[редактиране | редактиране на кода]

Моментната електрическа мощност, отделяна на елемент от електрическата верига се определя със следната формула:

където и  са моментните стойности на тока и напрежението върху елемента.

Ако този елемент от веригата е резистор c електрическо съпротивление  , то

Мощност на постоянен ток[редактиране | редактиране на кода]

Тъй като стойностите на тока и напрежението са постоянни и равни на моментните стойности във всеки момент от време, то средната мощност може да се изчисли от формулата:

Мощности при променлив ток[редактиране | редактиране на кода]

При променливи напрежения и токове се дефинират следните мощности:

  • активна мощност, означение ; измервателна единица: ват – W
  • реактивна мощност, означение ; измервателна единица: волтампер реактивен – VAr
  • пълна мощност, означение ; измервателна единица: волтампер – VA.

Активна мощност[редактиране | редактиране на кода]

Активната мощност се определя като средна стойност на моментната мощност за един период на променливите напрежения и токове:

;
е моментната мощност, а
,
са моментните стойности на напрежението и тока;
е периодът на променливите напрежение и ток.

При синусоидални напрежения и токове:

;
тук  и са амплитудните стойности на напрежението и тока,
е ъгловата честота,  ;
е честотата, а
е фазовата разлика между напрежението и тока.
Ако токът и напрежението не са синусоидални, те трябва да се разложат на синусоидални хармоници в ред на Фурие. Тогава електрическата мощност е равна на сумата от съответните средни мощности на отделните хармоници.

След изчисление от интеграла се получава:

или
;
където
;
са ефективните стойности на напрежението и тока[2],
а се нарича фактор на мощността.

Реактивна мощност[редактиране | редактиране на кода]

Пълната мощност (във волт-ампери) е равна на сумата от векторите на активната и реактивната мощности.

Реактивната мощност се въвежда за по-лесно изчисление на фактора на мощността в практиката[3]. При синусоидални напрежения и токове тя се определя от израза

.

Физическият смисъл на тази величина е големината на амплитудата на моментната мощност върху реактивните елементи (елементи с индуктивност и/или капацитет)[4].

Пълна мощност[редактиране | редактиране на кода]

Пълната мощност се определя от израза

и при синусоидални напрежения и токове се разглежда като максималната стойност на активната мощност , която се получава при .

Мощности в трифазните вериги[редактиране | редактиране на кода]

За трифазна симетрична система:

Активна мощност[редактиране | редактиране на кода]

,
тук  и са фазовите ефективни стойности на напрежението и тока,
а е фазовата разлика между тях.
Също така
,
където   и са линейните ефективни стойности на напрежението и тока.

Реактивна мощност[редактиране | редактиране на кода]

,
тук  и са фазовите ефективни стойности на напрежението и тока,
а е фазовата разлика между тях.
Също така
,
където   и са линейните ефективни стойности на напрежението и тока.

Пълна мощност[редактиране | редактиране на кода]

,
тук  и са фазовите ефективни стойности на напрежението и тока.
и
,
където   и са линейните ефективни стойности на напрежението и тока.

При трифазни несиметрични системи трифазната мощност се изчислява като сума от мощностите на трите фази или се използва методът на симетричните съставящи.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Smith, Clare. Environmental physics. London, United Kingdom, Routledge, 2001. ISBN 0-415-20191-8.
  2. Ефективните стойности се изчисляват като средноквадратични на моментните стойности на напрежението и тока, виж фактор на мощността
  3. Виж фактор на мощността
  4. Нейман, Л. Р., К. С. Демирчян, Теоретические основы электротехники т. I, стр.182. Ленинград, 1981, Энергоиздат.