우리 모두는 매일 전기 제품을 접하고, 그것이 없으면 우리의 삶은 멈춘 것 같습니다. 그리고 기술 지침의 각각은 힘을 나타냅니다. 오늘 우리는 그것이 무엇인지 알아 내고 계산 유형과 방법을 배웁니다.
교류 회로의 전력
주전원에 연결된 전기 제품은 교류 회로에서 작동하므로 이러한 조건에서 전력을 고려할 것입니다. 그러나 먼저 개념의 일반적인 정의를 제공하겠습니다.
힘 - 전기 에너지의 변환 또는 전송 속도를 반영하는 물리량.
좁은 의미에서 전력은 이 기간에 대한 일정 기간 동안 수행한 작업의 비율이라고 합니다.
이 정의를 덜 과학적으로 표현하자면, 전력은 일정 기간 동안 소비자가 소비하는 일정량의 에너지입니다. 가장 간단한 예는 일반 백열등입니다. 전구가 소비하는 전기를 열과 빛으로 변환하는 속도가 전구의 전력입니다. 따라서 초기에 이 표시기가 전구에 대해 높을수록 더 많은 에너지를 소비하고 더 많은 빛을 제공합니다.
이 경우 전기를 다른 것으로 변환하는 과정뿐만 아니라 (빛, 열 등)뿐만 아니라 전기장과 자기장의 진동 과정에서 전류와 전압 사이에 위상 변이가 나타나므로 추가 계산에서 이를 고려해야 합니다.
교류 회로의 전력을 계산할 때 능동, 무효 및 전체 구성 요소를 구별하는 것이 일반적입니다.
유효 전력의 개념
활성 "유용한" 전력은 전기 에너지를 다른 에너지로 변환하는 과정을 직접적으로 특징짓는 전력의 일부입니다. 라틴 문자 P로 표시되고 다음 단위로 측정됩니다. 와트 (화요일).
공식에 따라 계산: P = U⋅I⋅cosφ,
여기서 U와 I는 각각 회로의 전압과 전류의 rms 값이고, cos φ는 전압과 전류 사이 위상각의 코사인입니다.
중요한! 앞에서 설명한 공식은 다음을 사용하여 회로를 계산하는 데 적합합니다. 전압 220V그러나 강력한 장치는 일반적으로 전압이 380V인 네트워크를 사용합니다. 이 경우 표현식에 3의 루트 또는 1.73을 곱해야 합니다.
무효 전력의 개념
무효 "유해" 전력은 유도성 또는 용량성 부하가 있는 전기 제품의 작동 중에 생성되고 진행 중인 전자기 진동을 반영하는 전력입니다. 간단히 말해서, 이것은 전원에서 소비자에게 전달된 다음 다시 네트워크로 되돌아오는 에너지입니다.
물론 이 구성요소를 비즈니스에서 사용하는 것은 불가능하며, 더군다나 전원 공급망에 여러 가지 해를 끼치기 때문에 이를 보상하려고 하는 경우가 많습니다.
이 값은 라틴 문자 Q로 표시됩니다.
기억하다! 무효 전력은 기존 와트 단위로 측정되지 않습니다(화요일), 반응성 볼트-암페어(바르).
공식에 따라 계산:
Q = U⋅I⋅sinφ,
여기서 U와 I는 각각 회로의 전압과 전류의 rms 값이고, sinφ는 전압과 전류 사이 위상각의 사인입니다.
중요한! 계산할 때 이 값은 위상 이동에 따라 양수와 음수 모두가 될 수 있습니다.
용량성 및 유도성 부하
반응형(용량성 및 유도성) 부하 - 실제로 에너지를 저장하고 나중에 네트워크에 제공하는 커패시턴스 및 인덕턴스의 존재.
유도 부하는 먼저 전류의 에너지를 자기장으로 변환합니다(반주기 동안), 자기장의 에너지를 전류로 변환하여 네트워크로 전송합니다. 예로는 유도 전동기, 정류기, 변압기, 전자석이 있습니다.
중요한! 유도성 부하를 작동할 때 전류 곡선은 항상 전압 곡선보다 반주기 지연됩니다.
용량성 부하는 전류의 에너지를 전기장으로 변환한 다음 결과 필드의 에너지를 다시 전류로 변환합니다.두 프로세스는 각각 반주기 동안 다시 진행됩니다. 예를 들면 커패시터, 배터리, 동기 모터가 있습니다.
중요한! 용량성 부하 작동 중에 전류 곡선은 반주기만큼 전압 곡선을 선행합니다.
역률 cosφ
역률 cosφ (코사인 파이 읽기)은 전기 에너지 소비의 효율성을 반영하는 스칼라 물리량입니다. 간단히 말해서, 계수 cosφ는 무효 부품의 존재와 총 전력에 대한 수신된 활성 부품의 값을 보여줍니다.
계수 cosφ는 유효 전력 대 피상 전력의 비율을 통해 발견됩니다.
노트! 보다 정확한 계산에서는 정현파의 비선형 왜곡을 고려해야 하지만 기존 계산에서는 무시됩니다.
이 계수의 값은 0에서 1까지 다양할 수 있습니다(계산이 백분율로 수행되는 경우 0%에서 100%). 계산 공식에서 값이 클수록 활성 구성 요소가 많아지고 장치의 성능이 더 좋다는 것을 이해하는 것이 어렵지 않습니다.
총력의 개념. 파워 트라이앵글
피상 전력은 각각 유효 전력과 무효 전력의 제곱합의 루트와 같은 기하학적으로 계산된 값입니다. 라틴 문자 S로 지정됩니다.
전압과 전류를 각각 곱하여 총 전력을 계산할 수도 있습니다.
에스 = U⋅I
중요한! 피상 전력은 볼트-암페어로 측정됩니다(버지니아).
역삼각형은 앞서 설명한 모든 계산과 유효 전력, 무효 전력 및 피상 전력 간의 관계를 편리하게 표현한 것입니다.
다리는 반응성 및 활성 구성 요소, 빗변 - 총 전력을 반영합니다. 기하학 법칙에 따르면 각도 φ의 코사인은 활성 성분과 전체 성분의 비율, 즉 역률과 같습니다.
활성, 무효 및 피상 전력을 찾는 방법. 계산 예
모든 계산은 앞서 언급한 공식과 거듭제곱 삼각형을 기반으로 합니다. 실무에서 가장 많이 접하는 문제를 살펴보자.
일반적으로 전기 제품에는 유효 전력과 cosφ 계수 값이 표시됩니다. 이러한 데이터를 사용하여 반응성 및 전체 구성 요소를 쉽게 계산할 수 있습니다.
이를 위해 유효 전력을 계수 cosφ로 나누고 전류와 전압의 곱을 얻습니다. 이것은 완전한 힘이 될 것입니다.
또한 전력 삼각형을 기반으로 무효 전력은 피상 전력과 유효 전력의 제곱 차이의 제곱과 같습니다.
실제로 cosφ를 측정하는 방법
cosφ 계수의 값은 일반적으로 전기 제품의 태그에 표시되지만 실제로 측정해야 할 경우 특수 장치를 사용합니다. 위상 측정기. 또한 디지털 전력계는 이러한 작업에 쉽게 대처할 수 있습니다.
얻어진 계수 cosφ가 충분히 낮으면 실질적으로 보상할 수 있습니다. 이것은 주로 회로에 추가 장치를 포함하여 수행됩니다.
- 무효 구성 요소를 수정해야 하는 경우 회로에 이미 작동하는 장치와 반대로 작용하는 무효 요소를 포함해야 합니다. 예를 들어 유도 부하와 같은 유도 전동기의 작동을 보상하기 위해 커패시터가 병렬로 연결됩니다. 동기 모터를 보상하기 위해 전자석이 연결됩니다.
- 비선형성 문제를 수정해야 하는 경우 수동 cosφ 교정기가 회로에 도입됩니다. 예를 들어 부하와 직렬로 연결된 높은 인덕턴스 초크가 될 수 있습니다.
전력은 전기 제품의 가장 중요한 지표 중 하나이므로 전력이 무엇인지, 어떻게 계산되는지 아는 것은 학생과 기술 전문가뿐만 아니라 우리 각자에게 유용합니다.
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