Kita semua setiap hari dihadapkan dengan peralatan listrik, tampaknya tanpa mereka, hidup kita berhenti. Dan masing-masing memiliki kekuatan dalam manual teknis. Hari ini kita akan memahami apa itu, mempelajari jenis dan metode perhitungan.
Isi
Daya di sirkuit AC
Peralatan listrik yang dicolokkan ke sirkuit listrik beroperasi dalam sirkuit arus bolak-balik, sehingga dalam kondisi inilah kita akan melihat daya. Namun, pertama-tama, mari kita berikan definisi umum dari konsep tersebut.
Kekuasaan - Kuantitas fisik yang mewakili tingkat di mana energi listrik diubah atau ditransmisikan.
Dalam pengertian yang lebih sempit, daya listrik dikatakan sebagai perbandingan kerja yang dilakukan dalam suatu periode waktu terhadap periode waktu tersebut.
Jika kita memparafrasekan definisi ini secara kurang ilmiah, kita mengatakan bahwa daya adalah sejumlah energi yang dikonsumsi oleh konsumen dalam periode waktu tertentu. Contoh paling sederhana adalah bola lampu pijar biasa. Tingkat di mana bola lampu mengubah listrik yang dikonsumsi menjadi panas dan cahaya adalah wattnya. Dengan demikian, semakin tinggi laju awal bola lampu, semakin banyak energi yang akan dikonsumsi dan semakin banyak cahaya yang dihasilkan.
Karena dalam hal ini tidak hanya proses mengubah listrik menjadi beberapa proses lain (cahaya, panas, dll).cahaya, panas, dll.), tetapi juga proses osilasi medan listrik dan magnet, ada pergeseran fasa antara arus dan tegangan, dan ini harus diperhitungkan dalam perhitungan lebih lanjut.
Saat menghitung daya dalam rangkaian arus bolak-balik, biasanya dibedakan antara komponen aktif, reaktif, dan total.
Konsep daya aktif
Daya aktif (berguna) adalah bagian daya yang digunakan untuk secara langsung mengubah energi listrik menjadi bentuk energi lain. Dilambangkan dengan huruf Latin P dan diukur dalam Watt (Watt).
Dihitung dengan rumus: P = U⋅I⋅cosφ,
di mana U dan I adalah nilai rms tegangan dan arus masing-masing, cos adalah kosinus sudut fasa antara tegangan dan arus.
PENTING! Rumus yang dijelaskan sebelumnya cocok untuk perhitungan sirkuit dengan sirkuit pada 220VNamun, mesin tugas berat biasanya menggunakan sirkuit dengan tegangan 380 volt. Jika ini masalahnya, kalikan dengan akar tiga atau 1,73.
Konsep daya reaktif
Daya reaktif "berbahaya" adalah daya yang dihasilkan selama pengoperasian peralatan listrik dengan beban induktif atau kapasitif, dan mencerminkan fluktuasi elektromagnetik yang terjadi. Sederhananya, itu adalah energi yang ditransfer dari catu daya ke konsumen dan kemudian diumpankan kembali ke jaringan.
Secara alami tidak mungkin untuk menggunakan komponen ini dalam kasus ini, apalagi, itu merusak jaringan catu daya dalam banyak hal, jadi mereka biasanya mencoba untuk mengimbanginya.
Nilai ini dilambangkan dengan huruf Latin Q.
INGAT! Daya reaktif tidak diukur dalam watt biasa (Watttetapi dalam volt-ampere reaktif (PERANG).
Dihitung dengan rumus:
Q = U⋅I⋅sinφ,
di mana U dan I masing-masing adalah tegangan dan arus RMS, sinφ adalah sinus sudut fasa antara tegangan dan arus.
PENTING! Nilai ini bisa positif atau negatif dalam perhitungan, tergantung pada fase gerak.
Beban Kapasitif dan Induktif
Perbedaan utama antara reaktif (kapasitif dan induktif) beban secara inheren adalah beban kapasitif dan induktif yang menyimpan energi dan memasukkannya kembali ke jaringan.
Beban induktif pertama-tama mengubah energi arus listrik menjadi medan magnet (selama setengah setengah periode), dan kemudian mengubah energi medan magnet menjadi arus listrik dan mentransmisikannya ke listrik. Contohnya adalah motor asinkron, penyearah, transformator, elektromagnet.
PENTING! Dengan beban induktif, kurva arus selalu tertinggal di belakang kurva tegangan setengah periode.
Beban kapasitif mengubah energi arus listrik menjadi medan listrik dan kemudian mengubah energi medan yang dihasilkan kembali menjadi arus listrik. Kedua proses kembali berjalan selama setengah periode masing-masing. Contohnya adalah kapasitor, baterai, motor sinkron.
PENTING! Selama beban kapasitif, kurva arus di depan kurva tegangan setengah periode.
Faktor daya cosφ
Faktor daya cosφ (yang membaca cosinus phiadalah besaran fisis skalar yang mencerminkan efisiensi pemakaian energi listrik. Sederhananya, koefisien cosφ menunjukkan keberadaan bagian reaktif dan besarnya bagian aktif yang dihasilkan relatif terhadap semua daya.
Faktor cosφ ditemukan melalui rasio daya listrik aktif terhadap daya listrik total.
CATATAN! Dalam perhitungan yang lebih akurat, distorsi sinusoidal nonlinier harus diperhitungkan, namun dalam perhitungan normal mereka diabaikan.
Nilai faktor ini dapat bervariasi dari 0 hingga 1 (jika perhitungan dilakukan sebagai persentase, maka dari 0% hingga 100%).Dari rumus perhitungan tidak sulit untuk memahami bahwa semakin besar nilainya, semakin besar komponen aktif, dan karenanya semakin baik kinerja perangkat.
Konsep kekuatan total. segitiga kekuatan
Daya total adalah kuantitas yang dihitung secara geometris yang sama dengan akar dari jumlah kuadrat daya aktif dan reaktif, masing-masing. Dilambangkan dengan huruf latin S.
Anda juga dapat menghitung daya total dengan mengalikan tegangan dan arus masing-masing.
S = U⋅I
PENTING! Daya total diukur dalam volt-ampere (VA).
Segitiga daya adalah representasi yang mudah dari semua perhitungan yang dijelaskan sebelumnya dan hubungan antara daya aktif, reaktif, dan total.
Katetus mewakili komponen reaktif dan aktif, sedangkan sisi miring mewakili daya total. Menurut hukum geometri, kosinus sudut sama dengan rasio komponen aktif dan total, yaitu faktor daya.
Cara mencari daya aktif, reaktif dan total. Contoh perhitungan
Semua perhitungan didasarkan pada rumus yang disebutkan sebelumnya dan segitiga daya. Mari kita lihat masalah yang paling umum dalam praktik.
Biasanya, peralatan listrik diberi label dengan daya aktif dan nilai cos . Dengan data ini mudah untuk menghitung komponen reaktif dan total.
Untuk melakukan ini, bagi daya aktif dengan cosφ dan dapatkan produk dari arus dan tegangan. Ini akan menjadi kekuatan total.
Kemudian, dari segitiga daya, kita akan menemukan daya reaktif yang sama dengan kuadrat selisih antara kuadrat daya total dan daya aktif.
Bagaimana cosφ diukur dalam praktik
Nilai cos biasanya dinyatakan pada label peralatan listrik, namun jika perlu untuk mengukurnya dalam praktik, perangkat khusus, a sebuah fasometer. Juga wattmeter digital dapat dengan mudah mengatasi tugas ini.
Jika cosφ yang dihasilkan cukup rendah, dapat dikompensasikan secara praktis. Hal ini dilakukan terutama dengan memasukkan perangkat tambahan di sirkuit.
- Jika perlu untuk memperbaiki komponen reaktif, maka elemen reaktif harus dimasukkan ke dalam rangkaian, bertindak berlawanan arah dengan perangkat yang sudah berfungsi. Untuk mengkompensasi operasi motor induksi, misalnya beban induktif, kapasitor dihubungkan secara paralel. Untuk kompensasi motor sinkron, sebuah elektromagnet dihubungkan.
- Jika perlu untuk memperbaiki masalah nonlinier, korektor cosφ pasif dimasukkan ke dalam rangkaian, misalnya choke induktansi tinggi yang dihubungkan secara seri dengan beban.
Daya - ini adalah salah satu indikator terpenting dari peralatan listrik, jadi untuk mengetahui apa itu dan bagaimana cara menghitungnya, ini berguna tidak hanya untuk anak sekolah dan orang-orang yang berspesialisasi dalam teknologi, tetapi juga untuk kita semua.
Artikel terkait:
