우리 모두는 매일 전기 제품에 직면하고 있습니다. 전기 제품이 없으면 우리의 삶은 멈춘 것 같습니다. 그리고 그들 각각은 기술 매뉴얼에서 힘을 가지고 있습니다. 오늘 우리는 그것이 무엇인지 이해하고 계산의 유형과 방법을 배웁니다.
AC 회로의 전원
전기 회로에 연결된 전기 제품은 교류 회로에서 작동하므로 이러한 조건에서 전원을 살펴보겠습니다. 그러나 먼저 개념의 일반적인 정의를 제시하겠습니다.
힘 - 전기 에너지가 변환되거나 전송되는 비율을 나타내는 물리량.
좁은 의미에서 전력은 일정 기간 동안 수행된 작업의 비율이라고 합니다.
이 정의를 덜 과학적으로 바꾸어 말하면 전력은 특정 기간 동안 소비자가 소비하는 특정 양의 에너지라고 말합니다. 가장 간단한 예는 일반 백열 전구입니다. 전구가 소비하는 전기를 열과 빛으로 변환하는 비율은 전구의 전력량입니다. 따라서 전구의 초기 속도가 높을수록 더 많은 에너지를 소비하고 더 많은 빛을 발산합니다.
이 경우 전기를 다른 과정(빛, 열 등)으로 변환하는 과정만 있는 것은 아니기 때문입니다.빛, 열 등)뿐만 아니라 전기장과 자기장의 진동 과정에서 전류와 전압 사이에 위상 변이가 있으며 이는 추가 계산에서 고려해야 합니다.
교류 회로에서 전력을 계산할 때 능동, 무효 및 전체 구성 요소를 구별하는 것이 일반적입니다.
유효 전력의 개념
유효(유용) 전력은 전기 에너지를 다른 형태의 에너지로 직접 변환하는 데 사용되는 전력의 일부입니다. 라틴 문자 P로 지정되며 다음 단위로 측정됩니다. 와트 (와트).
공식으로 계산: P = U⋅I⋅cosφ,
여기서 U와 I는 각각 전압과 전류의 rms 값이고, cos φ는 전압과 전류 사이 위상각의 코사인입니다.
중요한! 앞에서 설명한 공식은 다음과 같은 회로 계산에 적합합니다. 220V에서 회로그러나 중장비 기계는 일반적으로 380볼트의 회로를 사용합니다. 이 경우 3의 근 또는 1.73을 곱하십시오.
무효 전력의 개념
무효 "유해" 전력은 유도성 또는 용량성 부하가 있는 전기 제품의 작동 중에 생성되는 전력이며 발생하는 전자기 변동을 반영합니다. 간단히 말해서 전원 공급 장치에서 소비자에게 전달된 다음 그리드로 다시 공급되는 에너지입니다.
이 부품은 당연히 사용이 불가능하고, 또한 전원 공급망에 여러 가지 피해를 주기 때문에 이를 보상하려고 하는 경우가 많습니다.
이 값은 라틴 문자 Q로 표시됩니다.
기억하다! 무효 전력은 일반적인 와트로 측정되지 않습니다(와트그러나 볼트 - 암페어 반응성 (전쟁).
공식으로 계산:
Q = U⋅I⋅sinφ,
여기서 U와 I는 각각 RMS 전압과 전류이고, sinφ는 전압과 전류 사이 위상각의 사인입니다.
중요한! 이 값은 위상 동작에 따라 계산에서 양수 또는 음수일 수 있습니다.
용량성 및 유도성 부하
반응형(용량성 및 유도성) 부하는 본질적으로 에너지를 저장하고 그리드에 다시 공급하는 용량성 및 유도성 부하입니다.
유도성 부하는 먼저 전류의 에너지를 자기장으로 변환합니다(반나절 동안), 그런 다음 자기장의 에너지를 전류로 변환하여 주전원으로 전송합니다. 예로는 비동기식 모터, 정류기, 변압기, 전자석이 있습니다.
중요한! 유도 부하의 경우 전류 곡선은 항상 전압 곡선보다 반주기 뒤쳐집니다.
용량성 부하는 전류의 에너지를 전기장으로 변환한 다음 결과 필드의 에너지를 다시 전류로 변환합니다. 두 프로세스 모두 각각 반주기 동안 다시 실행됩니다. 예를 들면 커패시터, 배터리, 동기 모터가 있습니다.
중요한! 용량성 부하 동안 전류 곡선은 전압 곡선보다 반주기 앞서 있습니다.
역률 cosφ
역률 cosφ (코사인 파이를 읽는는 전기 에너지 소비의 효율성을 반영하는 스칼라 물리량입니다. 간단히 말해서, cosφ 계수는 반응 부품의 존재와 모든 전력에 대한 결과 활성 부품의 크기를 보여줍니다.
cosφ 계수는 총 전력에 대한 유효 전력의 비율을 통해 구합니다.
노트! 보다 정확한 계산에서는 정현파의 비선형 왜곡을 고려해야 하지만 일반 계산에서는 무시합니다.
이 요소의 값은 0에서 1까지 다양할 수 있습니다(계산이 백분율로 수행되는 경우 0%에서 100%).계산 공식에서 값이 클수록 활성 구성 요소가 많아지고 장치 성능이 향상된다는 것을 이해하는 것은 어렵지 않습니다.
총력의 개념. 파워 트라이앵글
총 전력은 각각 유효 전력과 무효 전력의 제곱합의 루트와 같은 기하학적으로 계산된 양입니다. 라틴 문자 S로 표시됩니다.
전압과 전류를 각각 곱하여 총 전력을 계산할 수도 있습니다.
에스 = U⋅I
중요한! 총 전력은 볼트-암페어로 측정됩니다(버지니아).
전력 삼각형은 이전에 설명한 모든 계산 및 유효 전력, 무효 전력 및 총 전력 간의 관계를 편리하게 표현한 것입니다.
카테터스는 반응 및 능동 구성 요소를 나타내고 빗변은 총 전력을 나타냅니다. 기하학 법칙에 따르면 각도 φ의 코사인은 활성 성분과 전체 성분의 비율과 같습니다. 즉, 역률입니다.
활성, 무효 및 총 전력을 찾는 방법. 계산 예
모든 계산은 앞서 언급한 공식과 거듭제곱 삼각형을 기반으로 합니다. 실제로 가장 많이 발생하는 문제를 살펴보겠습니다.
일반적으로 전기 제품에는 유효 전력과 cos ϕ 값이 표시됩니다. 이러한 데이터를 사용하여 반응성 및 총 성분을 쉽게 계산할 수 있습니다.
이렇게하려면 유효 전력을 cosφ로 나누고 전류와 전압의 곱을 구하십시오. 이것은 총 전력이 될 것입니다.
그런 다음 전력 삼각형에서 무효 전력을 총계의 제곱과 유효 전력의 차이의 제곱과 같습니다.
실제로 cosφ를 측정하는 방법
cos ϕ의 값은 일반적으로 전기제품의 라벨에 기재되어 있으나, 실제 측정이 필요한 경우에는 특별한 장치, 위상계. 또한 디지털 전력계는 이 작업에 쉽게 대처할 수 있습니다.
결과 cosφ가 충분히 낮으면 실질적으로 보상할 수 있습니다. 이것은 주로 회로에 추가 장치를 포함하여 수행됩니다.
- 무효 부품을 수정해야 하는 경우 이미 작동하는 장치와 반대 방향으로 작동하는 무효 요소가 회로에 포함되어야 합니다. 예를 들어 유도 부하와 같은 유도 전동기의 작동을 보상하기 위해 커패시터가 병렬로 연결됩니다. 동기 모터의 보상을 위해 전자석이 연결됩니다.
- 비선형성 문제를 수정해야 하는 경우 수동 cosφ 교정기가 회로에 도입됩니다(예: 부하와 직렬로 연결된 높은 인덕턴스 초크).
전력 - 이것은 전기 제품의 가장 중요한 지표 중 하나이므로 그것이 무엇이며 어떻게 계산되는지 알면 학생과 기술 전문가뿐만 아니라 우리 모두에게 유용합니다.
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