Aktiv og reaktiv elektrisk effekt. Hvad er aktiv, reaktiv og tilsyneladende kraft - en simpel forklaring
Som i den generelle teori om oscillerende bevægelser er vektordiagrammer til stor gavn i teorien om vekselstrømme. Det er indlysende, at den sinusformet varierende elektromotoriske kraft
kan afbildes som en projektion på ordinataksen af en vektor, der roterer mod uret med vinkelhastighed, hvis længde er lig med og hvis begyndelsesposition i øjeblikket falder sammen med abscisseaksen.
Lad os spørge os selv, hvordan strømmen, der flyder under påvirkning af en sinusformet elektromotorisk kraft gennem en spole med induktans, vil blive repræsenteret i et vektordiagram
Ris. 341. Vektordiagram for tilfældet med induktiv modstand.
Ris. 342. Vektordiagram for tilfældet med kapacitans.
Vi har set, at strømmen i dette tilfælde halter efter spændingen med en kvart periode. En forsinkelse på en fjerdedel af en periode vil i et vektordiagram blive repræsenteret ved en forsinkelse af strømvektoren ved således, at vektoren af den "induktive" strøm vil være vinkelret på spændingsvektoren (fig. 341), idet den halter efter den med 90. Størrelsen af denne vektor
Hvis vi har at gøre med passage af vekselstrøm gennem en kondensator, så fører strømmen den elektromotoriske kraft med en fjerdedel af perioden. Det betyder, at vektoren, der repræsenterer den "kapacitive" strøm, skal føre spændingsvektoren med (fig. 342). Størrelsen af denne vektor, som vi så ovenfor, bestemmes af relationen
I tilfælde af aktiv ohmsk modstand er strømmen i fase med spændingen. Det betyder, at strømvektoren falder sammen i retning med spændingsvektoren. Dens størrelse er selvfølgelig bestemt af Ohms lov.
Den strøm, hvis vektor falder sammen med spændingsvektoren, kaldes aktiv strøm. Strømme, hvis vektorer halter bagud eller fremmer spændingsvektoren, kaldes reaktive strømme. Valget af dette navn forklares ved, at det er de aktive strømme, der bestemmer strømforbruget af vekselstrømkredsløbet, mens generatoren bruger det samme beløb i hver fjerdedel af perioden på at excitere den reaktive strøm (dvs. der halter bagud spændingen eller fremfører den med en fjerdedel af perioden.energi, hvor meget denne reaktive strøm giver tilbage til generatoren i den næste fjerdedel af perioden (se fig. 337); Som et resultat viser det sig, at den reaktive strøm ikke producerer arbejde.
Mere generelt, når faseforskydningen mellem strøm og spænding bestemmes af vinklen (i radianer), er arbejdet udført af vekselstrømmen over et heltal (eller et halvt heltal) antal perioder proportionalt med
Faktisk, lad strømmen halte bagefter spændingen med en vinkel
Så er arbejdet udført af strømmen over en periode bestemt af integralet
og den gennemsnitlige effekt, der forbruges af strømmen, bestemmes af forholdet mellem dette arbejde og periodens varighed:
Hvis du indtaster de effektive værdier for strøm og spænding, så
Når, det vil sige med rene reaktive strømme, er den effekt, der overføres gennem det elektriske kredsløb fra generatoren til belastningen, i gennemsnit nul.
For alle givne værdier af spænding og strøm, jo mindre faseforskellen mellem dem er, og følgelig jo tættere på enhed, jo større effekt overføres af strømmen fra generatoren til belastningen; kaldes derfor kredsløbets effektfaktor.
I mange tilfælde er reaktive strømme nødvendige. Så hvis vi forsyner en elektromagnet med vekselstrøm, som f.eks. er beregnet til at løfte jerngenstande, så vil elektromagnetspolen, der ideelt set repræsenterer en ren induktiv modstand, forbruge en reaktiv strøm fra netværket, som halter bagefter netværksspændingen med
Men i de fleste tilfælde, især ved strømforsyning af transformere, der tjener til at konvertere vekselspændinger, er den aktive strøm, der skabes, når transformatorens sekundære vikling belastes (§ 84), vigtig. Den reaktive strøm, som er nødvendig for at skabe et magnetisk felt i transformatorkernen, er i det væsentlige af hjælpetype; det giver ikke direkte noget nyttigt arbejde.
Lad os antage, at der, som det ofte er tilfældet, er et stort antal transformere forbundet til netværket. Hver af dem trækker en kendt reaktiv strøm for at skabe et kernemagnetfelt. Dette forværrer installationens effektfaktor betydeligt.
Det er dog muligt at opnå strømvektorens sammenfald med spændingsvektoren ved at udnytte fænomenet resonans (§ 83). For at gøre dette inkluderer de ud over transformatorer også kapacitans C i netværket, og vælger den, så dens reaktive strøm er lig med transformatorernes samlede reaktive strøm.
Så vil der kun løbe aktiv strøm i det eksterne kredsløb, mens transformatorernes og kondensatorernes reaktive strømme gensidigt kompenserer hinanden. De vil kun cirkulere i kredsløbet: kapacitans - viklinger af transformere uden at komme ind i forsyningsnetværket og kraftværkets generator. For forsyningsledningen og for kraftværksgeneratoren vil deres driftsbetingelser være de mest gunstige.
Denne begivenhed har betydelig økonomisk betydning. Det er helt klart, at kraftværker og elledninger, der ikke er belastet med ubrugelig reaktiv strøm, kan være mere belastet med aktive strømme.
Det skal bemærkes, at ideen om reaktiv strøm som en strøm, hvis fase er forskudt i forhold til spænding, og som derfor ikke producerer noget arbejde i gennemsnit og ikke er ledsaget af energitab (til varmeledninger), selvfølgelig er en idealisering (skematisk forenkling) af de processer, der foregår i virkeligheden, når vekselstrøm passerer gennem spoler eller kondensatorer. Konklusionen om, at faserne af strømmene, der passerer gennem en spole eller kondensator, adskiller sig fra spændingens fase med 90°, ville kun være nøjagtig, hvis passagen af disse strømme ikke var forbundet med opvarmning af ledningerne og andre tab (som det blev antaget i forrige afsnit). Men strømmen, der passerer gennem spolen, i forhold til opvarmningen af ledningerne, som sker i henhold til Joule-Lenz-loven, er ikke forskellig fra den aktive strøm af samme frekvens (og ved en høj frekvens, spolens modstand vikling på grund af hudeffekten kan være betydelig).
Desuden spredes en del af strømenergien på grund af hysteresetab i spolekernen (hvis til stede) og Foucault-strømme i omgivende ledere, for eksempel i metal-"skærme", hvori radiospoler er placeret. Strømlækage kan også forekomme på grund af ufuldkommen isolering osv. Strømenergitab, men normalt mindre end i spoler, observeres også, når strømmen passerer gennem kondensatorer. I dette tilfælde forårsages de hovedsageligt af en vis tidsforsinkelse fra polarisationsfeltstyrken af dielektrikumet (i den del af det, der er påvirket af
indflydelse af molekylær-termisk bevægelse), såvel som nogle gange ved tilstedeværelsen af små ioniske ledningsstrømme i kondensatorens dielektrikum.
På grund af tab er strømmen gennem en spole eller kondensator aldrig rent reaktiv, det vil sige, at dens faseforskydning i forhold til spændingen aldrig er nøjagtigt ens og altid er mindre end den vinkel, der kaldes tabsnålen. Under påvirkning af spænding ville en rent reaktiv strøm med en amplitude skulle passere gennem en ideel spole - faktisk, som vist i slutningen af næste afsnit (i form af en forklaring af den generaliserede Ohms lov afledt der). en strøm exciteres med en amplitude reduceret på grund af tab til værdien af denne aktuelle strøm gennem spolen repræsenterer summen af den aktive strøm og den reaktive strøm, der opstår på grund af tab
med amplituden faldende til værdien vist i fig. 343. Ifølge Fig. 343
Ris. 343. På grund af tab reduceres amplituden af strømmen gennem spolen til en værdi, og amplituden af den reaktive strøm reduceres til en værdi, hvor tabsvinklen er.
Lignende forhold og det samme diagram gælder for strømmen gennem kondensatoren. Da aktiv strøm er en strøm, hvis fase falder sammen med spændingen, er det indlysende, at den effekt, der afgives på grund af tab, er lig med. Den samme effekt vil blive spredt i et kredsløb, der består af en ideel spole med samme induktans og en vis modstand forbundet i serie med det (kaldet tabsmodstand), hvis denne modstand bestemmes præcist ud fra betingelsen om lighed af effekttab:
Som nævnt ovenfor,
Derfor viser det sig, at
Ved at erstatte denne værdi af den aktive strømamplitude i ovenstående udtryk for tabstangenten kommer vi frem til formlen, som betragtes som den vigtigste, når man analyserer indflydelsen af tab på vekselstrømstilstanden i elektriske kredsløb:
Ud fra betydningen af udledningen af denne formel er det klart, at et lignende forhold også er gyldigt for tabstangensen i et kredsløb med en kondensator
I radiotekniske beregninger bruges ofte den reciproke af tabstangensen, som kaldes kvalitetsfaktoren for det elektriske kredsløb (se side 460 og 485):
Tab i store induktansspoler er meget afhængige af kernens design og magnetiske egenskaber og viklingens design. Med korrekt design bør tab i kernen og i viklingen (ikke lige afhængigt af frekvensen) udlignes så meget som muligt.
For at reducere tab på grund af Foucault-strømme er kernerne samlet af tynde plader af transformerjern (0,5-0,35 mm tyk), belagt med et tyndt (0,05 mm) lag lak for at isolere dem fra hinanden. Tab i sådanne kerner er ca. pr. kilogram kernemasse. Trådernes tværsnit vælges under hensyntagen til stigningen i deres modstand på grund af hudeffekten, således at tabene i viklingen under drift er omtrent lig med tabene i kernen. De samlede tab i kernen og viklingen af højeffekttransformatorer (ca. 3-4 % og i transformatorer med meget høj effekt (ca. et par tiendedele procent)
Tab i små laboratorietransformatorer og i "power"-transformere, der anvendes i radioudstyr, er normalt ikke mindre end 10-12% (normalt omkring 10-12%) En endnu større del af strømmen (normalt 30%) udgøres af tab i drosler og transformere af lydfrekvensforstærkere Primært består viklingen af transformatorer til lydfrekvensstrømme af 2000-5000 vindinger og har induktans
Spolerne i radiofrekvensresonanskredsløb har en induktans af størrelsesordenen tusindedele (og for korte bølger, milliontedele) af en Henry. Denne induktans er skabt af et relativt lille antal ledningsvindinger uden en ferromagnetisk kerne. I denne henseende er tabene i radiofrekvensspoler små - omkring 1% (tab tangent - fra 0,02 til 0,005).
Tab i kondensatorer (med undtagelse af elektrolytiske kondensatorer) overstiger normalt ikke, hvad der svarer til tabstangensen I elektrolytiske kondensatorer kan tabstangensen nå 0,2.
Blandt de bedste isolatorer (med en resistivitet i størrelsesordenen ohm-cm) skiller følgende sig ud for deres tangens med det laveste tab: smeltet kvarts, glimmer-muskovit, paraffin og polystyren; for dem
Indhold:I elektroteknik, blandt de mange definitioner, bruges ofte begreber som aktiv, reaktiv og tilsyneladende effekt. Disse parametre er direkte relateret til strøm og spænding, når nogen forbrugere er tændt. For at udføre beregninger bruges forskellige formler, blandt hvilke den vigtigste er produktet af spænding og strøm. Først og fremmest drejer det sig om konstant spænding. I kredsløb er variablen dog opdelt i flere komponenter, der er nævnt ovenfor. Beregningen af hver af dem udføres også ved hjælp af formler, takket være hvilke du kan opnå nøjagtige resultater.
Aktive, reaktive og tilsyneladende magtformler
Hovedkomponenten anses for at være aktiv effekt. Det er en størrelse, der karakteriserer processen med at omdanne elektrisk energi til andre energityper. Det vil sige, på en anden måde er den hastighed, hvormed . Det er denne værdi, der vises på elmåleren og betales af forbrugerne. Aktiv effekt beregnes ved hjælp af formlen: P = U x I x cosph.
I modsætning til aktiv energi, som refererer til den energi, der direkte forbruges af elektriske apparater og omdannes til andre typer energi - termisk, lys, mekanisk osv., er reaktiv effekt en slags usynlig assistent. Med dens deltagelse skabes elektromagnetiske felter, der forbruges af elektriske motorer. Først og fremmest bestemmer den arten af belastningen og kan ikke kun genereres, men også forbruges. Reaktiv effektberegninger foretages ved hjælp af formlen: Q = U x I x sinf.
Total effekt er en størrelse, der består af aktive og reaktive komponenter. Det giver forbrugerne den nødvendige mængde elektricitet og holder dem i funktionsdygtig stand. Til dens beregninger bruges formlen: S = .
Sådan finder du aktiv, reaktiv og tilsyneladende kraft
Aktiv effekt refererer til den energi, der irreversibelt forbruges af en kilde pr. tidsenhed, for at forbrugeren kan udføre noget nyttigt arbejde. I forbrugsprocessen omdannes det som allerede nævnt til andre typer energi.
I et vekselstrømkredsløb er værdien af aktiv effekt defineret som den gennemsnitlige øjeblikkelige effekt over en specificeret tidsperiode. Som følge heraf vil gennemsnitsværdien over denne periode afhænge af fasevinklen mellem strøm og spænding og vil ikke være lig med nul, forudsat at aktiv modstand er til stede i denne del af kredsløbet. Den sidste faktor bestemmer navnet på aktiv effekt. Det er gennem aktiv modstand, at elektricitet omdannes irreversibelt til andre typer energi.
Ved udførelse af beregninger af elektriske kredsløb er begrebet reaktiv effekt meget brugt. Med dens deltagelse opstår processer såsom udveksling af energi mellem kilder og reaktive elementer i kredsløbet. Denne parameter vil være numerisk lig med amplituden, som den variable komponent af kredsløbets øjeblikkelige effekt besidder.
Der er en vis afhængighed af reaktiv effekt af tegnet for vinklen φ vist på figuren. I denne henseende vil det have en positiv eller negativ betydning. I modsætning til aktiv effekt, målt i , måles reaktiv effekt i var - reaktive volt-ampere. Den endelige værdi af reaktiv effekt i forgrenede elektriske kredsløb er den algebraiske sum af de samme kræfter for hvert element i kredsløbet under hensyntagen til deres individuelle karakteristika.
Hovedkomponenten i den samlede effekt er den maksimalt mulige aktive effekt ved en tidligere kendt strøm og spænding. I dette tilfælde er cosф lig med 1, når der ikke er nogen faseforskydning mellem strøm og spænding. Den samlede effekt inkluderer også en reaktiv komponent, hvilket tydeligt ses af formlen præsenteret ovenfor. Måleenheden for denne parameter er volt-ampere (VA).
I modsætning til DC-netværk, hvor strøm har et udtryk og ikke ændrer sig over tid, er dette ikke tilfældet i AC-netværk.
Effekten i et vekselstrømkredsløb er også variabel. Ved enhver sektion af kredsløbet til enhver tid t er det defineret som produktet af de øjeblikkelige værdier af spænding og strøm.
Lad os overveje, hvad aktiv kraft repræsenterer
I et kredsløb med rent aktiv modstand er det lig med:
Hvis vi accepterer og så kommer det ud:
Baseret på ovenstående udtryk består aktiv energi af to dele - konstant og variabel, som ændres med dobbelt frekvens. Dens gennemsnitlige værdi
Graf Р(ωt) Forskellen mellem reaktiv effekt og aktiv effekt
I et kredsløb, hvor der er reaktans (tag induktiv modstand som et eksempel), er værdien af øjeblikkelig effekt lig med:
Derfor 
som resultat får vi:
Dette udtryk viser, at reaktiv energi kun indeholder en variabel del, som ændres med dobbelt frekvens, og dens gennemsnitsværdi er nul
Graf q(ωt) Hvis strømmen og spændingen har en sinusformet form, og netværket indeholder elementer af typen R-L eller RC, så i sådanne netværk, ud over energiomdannelse i det aktive element R, energien af de elektriske og magnetiske felter i de reaktive elementer L og C ændrer sig også.
I dette tilfælde vil netværkets samlede effekt være lig med summen:
Hvad er tilsyneladende effekt ved at bruge eksemplet på et simpelt R-L-kredsløb
Grafer over ændringer i øjeblikkelige værdier u,i:
Grafer over ændringer i øjeblikkelige værdier u,i: φ - faseforskydning mellem strøm og spænding
Ligningen for S vil have følgende form
Lad os erstatte og erstatte amplitudeværdierne med faktiske værdier:
Værdien S betragtes som summen af to størrelser, hvor
Og - øjeblikkelige aktive og reaktive kræfter i afsnit R-L.
Grafer p,q,s: Som vi kan se fra grafen, medførte tilstedeværelsen af en induktiv komponent fremkomsten af en negativ del i den samlede effekt (skraveret del af grafen), hvilket reducerer dens gennemsnitlige værdi. Dette sker på grund af et faseskift; på et tidspunkt er strømmen og spændingen i modfase, så en negativ S-værdi vises.
Afsluttende udtryk for effektive værdier:
Den aktive komponent af netværket udtrykkes i watt (W), og den reaktive komponent i reaktive volt-ampere (var).
Den samlede effekt af netværket S bestemmes af generatorens nominelle data. For generatoren bestemmes det af udtrykket:
For normal drift af generatoren bør strømmen i viklingerne og spændingen ved terminalerne ikke overstige de nominelle værdier I n, U n. For generatoren er værdierne af P og S de samme, men i praksis blev det aftalt at udtrykke S i volt-ampere (VA).
Netværksenergien kan også udtrykkes gennem hver komponent separat:
Hvor S, P, Q er henholdsvis netværkets aktive, reaktive og impedans. De danner en potenstrekant:
Krafttrekant med overvejende induktiv belastning Hvis vi husker Pythagoras sætning, kan vi fra en retvinklet trekant få følgende udtryk:
Den reaktive komponent i trekanten er positiv (Q L), når strømmen halter efter spændingen, og negativ (Q C), når den fører:
Power trekant med dominerende kapacitiv belastning For den reaktive komponent af netværket er det algebraiske udtryk gyldigt:
Hvoraf det følger, at induktiv og kapacitiv energi er udskiftelige. Det vil sige, at hvis du vil reducere indflydelsen fra den induktive del af kredsløbet, skal du tilføje kapacitans og omvendt. Nedenfor er et eksempel på dette diagram:
Reaktiv komponent kompensationskredsløb Fasordiagrammet viser kondensatorens effekt på cosφ. Som du kan se, når kondensatoren er tændt, cosφ 2 > cosφ 1 og I l Forholdet mellem total og reaktiv energi er udtrykt: сosφ er effektfaktoren. den viser, hvor stor en del af den samlede energi, der er aktiv energi. Jo tættere det er på 1, jo mere nyttig energi forbruges fra netværket. I modsætning til jævnstrømskredsløb har vekselspændingskredsløb tre typer strøm - aktiv, reaktiv, tilsyneladende. Aktiv energi, som i jævnstrømskredsløb, udfører nyttigt arbejde. Reaktiv - gør ikke noget nyttigt, men reducerer kun netværkets effektivitet, opvarmer ledningerne og belaster generatoren. Total er summen af aktiv og reaktiv, den er lig med netværkets effekt. Den induktive komponent af reaktiv energi kan kompenseres af den kapacitive. I praksis implementeres dette i industrien i form. Det eneste, jeg er enig med forfatteren, er, at der er mange legender omkring begrebet "reaktiv energi"... Som gengældelse har forfatteren åbenbart også fremsat sin egen... Forvirret... selvmodsigende... en overflod af alle slags: "" energi energi kommer, energi forlader..." Resultatet var generelt chokerende, sandheden blev vendt på hovedet: "Konklusion - reaktiv strøm forårsager opvarmning af ledningerne uden at gøre noget nyttigt arbejde" Sir, kære! varme er virker allerede!!! Min mening , her kan folk med en teknisk uddannelse uden vektordiagram af en synkrongenerator under belastning ikke sammensætte en beskrivelse af processen korrekt, men for de interesserede kan jeg tilbyde en simpel mulighed uden nogen komplikationer . Altså om reaktiv energi. 99 % af elektriciteten ved 220 volt eller mere genereres af synkrone generatorer. Vi bruger forskellige elektriske apparater i hverdagen og på arbejdet, de fleste af dem "varmer luften" og afgiver varme i en eller anden grad... Mærk på tv'et, computerskærmen, jeg taler ikke engang om køkkenets el-ovn , du kan mærke varmen overalt. Disse er alle forbrugere af aktiv effekt i synkrongeneratorens strømnetværk. En generators aktive effekt er det uoprettelige tab af genereret energi til varme i ledninger og enheder. For en synkron generator er overførslen af aktiv energi ledsaget af mekanisk modstand på drivakslen. Hvis du, kære læser, skulle dreje generatoren manuelt, ville du straks føle øget modstand mod din indsats, og det ville betyde én ting, nogen har tændt for et ekstra antal varmeapparater i dit netværk, dvs. den aktive belastning er steget. Har du en dieselmotor som generator, så vær sikker på, at brændstofforbruget stiger med lynets hast, for det er den aktive belastning, der forbruger dit brændstof. Med reaktiv energi er det anderledes... Jeg vil fortælle dig, det er utroligt, men nogle forbrugere af elektricitet er selv kilder til elektricitet, omend i et meget kort øjeblik, men det er de. Og hvis vi overvejer, at vekselstrøm af industriel frekvens ændrer sin retning 50 gange i sekundet, så overfører sådanne (reaktive) forbrugere deres energi til netværket 50 gange i sekundet. Du ved, hvordan i livet, hvis nogen tilføjer noget af deres eget til originalen, forbliver det ikke uden konsekvenser. Så her, forudsat at der er mange reaktive forbrugere, eller de er kraftige nok, så er den synkrone generator afspændt. For at vende tilbage til vores tidligere analogi, hvor du brugte din muskelstyrke som drivkraft, vil du bemærke, at på trods af at du ikke ændrede rytmen ved at rotere generatoren, og heller ikke mærkede en bølge af modstand på akslen, så vil lysene i din Netværket gik pludselig ud. Det er et paradoks, vi spilder brændstof, roterer generatoren ved den nominelle frekvens, men der er ingen spænding i netværket ... Kære læser, sluk for de reaktive forbrugere i et sådant netværk, og alt vil blive genoprettet. Uden at gå ind i teorien opstår deexcitation, når magnetfelterne inde i generatoren, feltet af excitationssystemet, der roterer med akslen, og feltet af den stationære vikling, der er forbundet med netværket, vender sig mod hinanden og derved svækker hinanden. Produktionen af elektricitet falder, når magnetfeltet inde i generatoren aftager. Teknologien er kommet langt foran, og moderne generatorer er udstyret med automatiske excitationsregulatorer, og når reaktive forbrugere "svigter" spændingen i netværket, vil regulatoren straks øge generatorens excitationsstrøm, den magnetiske flux vil blive genoprettet til normal og spændingen i netværket vil blive genoprettet Det er klart, at excitationsstrømmen har en aktiv komponent, så tilsæt venligst brændstof til dieselmotoren. . Under alle omstændigheder påvirker den reaktive belastning negativt driften af det elektriske netværk, især når en reaktiv forbruger er tilsluttet netværket, for eksempel en asynkron elektrisk motor... Med betydelig effekt af sidstnævnte kan alt ende med fejl, i en ulykke. Afslutningsvis kan jeg tilføje til den videbegærlige og avancerede modstander, at der også findes reaktive forbrugere med nyttige egenskaber. Det er alle dem, der har elektrisk kapacitet... Sæt sådanne enheder i netværket, og elselskabet skylder dig)). I deres rene form er disse kondensatorer. De leverer også elektricitet 50 gange i sekundet, men tværtimod stiger den magnetiske flux af generatoren, så regulatoren kan endda reducere excitationsstrømmen, hvilket sparer omkostninger. Hvorfor har vi ikke nævnt dette tidligere... hvorfor... Kære læser, gå rundt i dit hus og se efter en kapacitiv reaktiv forbruger... du finder den ikke... Medmindre du ødelægger dit tv eller vaskemaskine. .. men det bliver der ingen gavn af....<
Vektor diagram 
Konklusioner om de tre komponenter i et vekselstrømskredsløb
Ved beregning af den elektriske effekt, der forbruges af enhver elektrisk eller husholdningsenhed, tages der normalt hensyn til den såkaldte samlede effekt af den elektriske strøm, der udfører et bestemt job i kredsløbet af en given belastning. Udtrykket "tilsyneladende effekt" betyder al den strøm, der forbruges af et elektrisk apparat og omfatter både en aktiv komponent og en reaktiv komponent, som igen er bestemt af den type belastning, der anvendes i kredsløbet. Aktiv effekt måles og rapporteres altid i watt (W), mens tilsyneladende effekt normalt rapporteres i volt-ampere (VA). Forskellige enheder, der forbruger elektrisk energi, kan fungere i kredsløb, der har både aktive og reaktive komponenter af elektrisk strøm.
Aktiv komponent Den elektriske strøm, der forbruges af enhver belastning, gør nyttigt arbejde og omdannes til de typer energi, vi har brug for (termisk, lys, lyd osv.). Nogle elektriske apparater fungerer hovedsageligt på denne strømkomponent. Disse er glødelamper, elektriske komfurer, varmeapparater, elektriske ovne, strygejern mv.
Med den aktive strømforbrugsværdi på 1 kW angivet i enhedspasset, vil den forbruge en samlet effekt på 1 kVA fra netværket.
Reaktiv komponent Elektrisk strøm forekommer kun i kredsløb, der indeholder reaktive elementer (induktans og kapacitans) og bruges normalt på ubrugelig opvarmning af de ledere, som dette kredsløb er sammensat af. Eksempler på sådanne reaktive belastninger er elektriske motorer af forskellige typer, bærbare elværktøjer (elektriske boremaskiner, vinkelslibere, vægslibere osv.) samt diverse elektroniske husholdningsudstyr. Den samlede effekt af disse enheder, målt i volt-ampere, og aktiv effekt (i watt) er relateret til hinanden gennem effektfaktoren cosφ, som kan tage en værdi fra 0,5 til 0,9. Disse enheder angiver normalt den aktive effekt i watt og værdien af cosφ-koefficienten. For at bestemme det samlede effektforbrug i VA er det nødvendigt at dividere den aktive effektværdi (W) med cosφ-koefficienten.
Eksempel: Hvis en elektrisk boremaskine angiver en effektværdi på 600 W og cosφ = 0,6, følger det, at den samlede effekt, der forbruges af værktøjet, er 600/0,6 = 1000 VA. I mangel af data om cosφ kan du tage dens omtrentlige værdi, som for et elværktøj til husholdningsbrug er cirka 0,7.
Når vi overvejer spørgsmålet om aktive og reaktive komponenter af elektricitet (mere præcist, dens kraft), mener vi normalt de fænomener, der opstår i vekselstrømkredsløb. Det viste sig, at forskellige belastninger i AC-kredsløb opfører sig helt forskelligt. Nogle belastninger bruger den energi, der overføres til dem, til det tilsigtede formål (dvs. at udføre nyttigt arbejde), mens en anden type belastning først lagrer denne energi og derefter giver den tilbage til strømkilden.
Baseret på deres adfærd i AC-kredsløb er forskellige forbrugerbelastninger opdelt i følgende to typer:
1. Aktiv belastningstype absorberer al den energi, der modtages fra kilden og omdanner den til nyttigt arbejde (lys fra en lampe, for eksempel), og formen af strømmen i belastningen gentager nøjagtigt formen af spændingen over den (der er ingen faseforskydning).
2. Reaktiv belastningstype kendetegnet ved, at først (over en vis periode) sker akkumuleringen af energi leveret af strømkilden i den. Derefter bliver den lagrede energi (over en vis periode) givet tilbage til denne kilde. Sådanne belastninger inkluderer elektriske kredsløbselementer såsom kondensatorer og induktorer, såvel som enheder, der indeholder dem. Desuden er der i en sådan belastning et faseskift på 90 grader mellem spænding og strøm. Da hovedformålet med eksisterende strømforsyningssystemer er nyttigt at levere elektricitet fra producenten direkte til forbrugeren (i stedet for at pumpe det frem og tilbage) - betragtes den reaktive komponent af strøm normalt som en skadelig egenskab ved kredsløbet.
Tab på grund af den reaktive komponent i netværket er direkte relateret til værdien af effektfaktoren diskuteret ovenfor, dvs. Jo højere cosφ forbrugeren har, jo lavere vil effekttabet i ledningen være, og jo billigere vil det være at overføre strøm til forbrugeren.
Det er således effektfaktoren, der fortæller os, hvor effektivt elkildens driftseffekt bruges. For at øge effektfaktoren (cosφ) anvendes specielle metoder til reaktiv effektkompensation i alle typer elektriske installationer.
Normalt, for at øge effektfaktoren (ved at reducere faseforskydningen mellem strøm og spænding - vinkel φ), er specielle kompenserende enheder inkluderet i det eksisterende netværk, som er hjælpegeneratorer af førende (kapacitiv) strøm.
Derudover bruger den meget ofte for at kompensere for tab, der opstår fra den induktive komponent af kredsløbet, grupper af kondensatorer forbundet parallelt med arbejdsbelastningen og bruges som synkrone kompensatorer.