Principiul de calcul al puterii active (P), reactive (Q) şi aparentă (S)

Am să vă prezint în cele ce urmează un articol despre: puterea activă (P), reactivă (Q) şi aparentă (S). De fapt în acest articol voi încerca să explic principiul de baza pentru calculul acestor puteri. După cum ştiţi curentul electric alternativ şi tensiunea alternativă, în cazul ideal trec prin valoarea “0″ simultan, dar practic nu e aşa. Bobinele şi condensatorii din circuit influenţează acest lucru aducând o întârziere între curent şi tensiune.
Dacă avem o sursa de tensiune V, un curent i si o sarcina pur rezistiva R, deci avem un circuit pur rezistiv.

Forma de undă a tensiunii si curentului in timp :

După cum se poate vedea forma de undă a curentului şi a tensiunii trece prin valoarea zero simultan, deci pentru un circuit pur rezistiv “φ” reprezintă defazajul dintre curent şi tensiune, în acest caz φ este 0° , deci cos φ = 1 şi sin φ = 0 . Deci factorul de putere este egal cu cosinusul unghiului de defazaj dintre tensiune si curent, putând varia în intervalul (0 , 1).

Forma de undă a puterii pentru un circuit pur rezistiva va fi:

Inlocuind sarcina rezistiva cu o sarcina inductiva vom avea un circuit pur inductiv:

Forma de undă a tensiunii şi curentului in timp va fi :

Forma de unda a curentului si a tensiunii trece prin valoarea zero defazat cu un unghi φ de 90° , deci cos φ = 0 şi sin φ = 1 .

Forma de unda a puterii pentru un circuit pur inductiv va fi:

Înlocuind sarcina inductivă cu o sarcină capacitivă vom avea un circuit pur capacitiv:

Forma de undă a tensiunii şi curentului în timp va fi :

Forma de undă a curentului şi a tensiunii trec prin valoarea zero defazat cu un unghi φ de 90° , deci cos φ = 0 şi sin φ = 1 .

Forma de undă a puterii pentru un circuit pur inductiv va fi:

În cazul în care avem o sarcina R-L

φ devine o variabila si atunci puterea creste invers proporţional cu sarcina rezistiva.

P – puterea activa sau putere reala [W- wati]
Q – puterea reactiva [VAR- volt amper reactiv]
S – puterea aparenta [VA- volt amper]
u – tensiunea [V-volti]
i- curentul [A-amperi]
φ- unghiul de defazaj dintre curent si tensiune.
Teorie:

Se consideră că tensiunea şi curentul sunt mărimi sinusoidale, descrise de expresiile:

Se defineşte ca fiind puterea instantanee, p(t), produsul valorilor instantanee ale tensiunii şi curentului:

Unitatea de măsură a puterii instantanee este watt [W].
Presupunând că mărimile sunt alternative sinusoidale, între valorile maxime şi efective există relaţiile:

Puterea instantanee se poate scrie sub forma:

în care se observă importanţa valorilor efective ale mărimilor alternative, pentru exprimarea puterii transmise în regim sinusoidal. Pe baza relaţiei de mai sus, se poate afirma că puterea instantanee este reprezentată de o componentă sinusoidală, de amplitudine

care oscilează cu o pulsaţie dublă faţă de pulsaţiile tensiunii şi curentului,

, în jurul unei valori medii egale cu

Se defineşte puterea activă sau puterea reală, P, ca fiind valoarea medie a puterii instantanee, pe o perioadă, sau pe un număr întreg de perioade:

Unitatea de măsură a puterii active este watt [W].

-defazajul dintre curent si tensiune.

Pornirea motoarelor trifazate la tensiunea monofazată de 220V/50Hz

Vă rog să nu scrieţi mesaje gen: cum să calculez, care conexiune să aleg sau care este formula de calcul. În acest articol este tot de ce aveţi nevoie plus la aceasta la multe din întrebări deja am răspuns în comentarii. Vă rog să mă înţelegeţi, am şi eu serviciu şi pur şi simplu nu pot fizic să răspund la toţi mai ales că am răspuns la aceste întrebări în comentarii.
În principiu, două faze sînt înseriate şi alimentate direct la 220V c.a., iar cea de‐a treia fază se alimentează printr‐un condensator de defazare teoretică de 90°. Cf = condensator de funcționare Cp = condensator de pornire S=buton de start Condensatorul Cp nu este necesar la sarcini scăzute. 

  Butonul de start se menține apăsat doar pentru scurt timp, pînă cînd motorul intră în turație. Dacă nu montăm Cp, nu avem nevoie nici de S.Condensatoarele trebuie să aibă tensiunea de străpungere de 400Vc.a. 

  Dacă puterea motorului este cunoscută, curentul In se poate afla cu formula: In = P/1,73∙Un∙η∙cosϕ în care: P = puterea motorului Un = tensiunea rețelei în volți η = randamentul motorului cosϕ = factorul de putere. Toate aceste date se găsesc de obicei înscrise pe plăcuța cu datele motorulu. 

Figura 1

Figura 2

  O schemă simplă de pornire a unui motor trifazat la 220V c.a. folosind doar un condensator de funcționare. Sensul de rotaţie poate fi schimbat cu comutatorul basculant S. Schimbarea sensului NU se va face în timpul funcționării motorului ci doar după deconectarea de la reţea şi după ce rotorul s-a oprit. Cf se alege din tabelul 1 în funcţie de puterea motorului.

        Figura 3  

                                                                                             Tabelul 1

Calculul capacitatilor: pentru stea Cf=2800*I/U, iar pentru triunghi 4800*I/U, unde I- curentul nominal U- tensiunea nominala in cazul nostru 220 V, iar Cf- condesator de functionare, condesatorul de pornire se va lua Cp=(2.5-3)*Cf. Putem si mai simplu Cf= 66*P, unde P este puterea motorului, daca si mai simplu putem punde undeva 7 microfarazi la 100 watti

Despre Capacităţi(Condesatoare)

  Mulţi începători în electronică se pot întîlni cu aşa problemă că nu găsesc o capacitate(condesator) de o anumită valoare.În aşa cazuri se poate de parcurs la o metodă ca să folosescă mai multe capacităţă pentru a obţine valoarea necesară,sunt 2 metode:în serie sau în paralel de conectat capacităţile.Dacă conectăm capacităţile în serie valoarea totală a capacităţii se va micşora iar dacă în paralel se va mări.Mai jos voi veni cu formulele ce descriu cuvintele spuse anterior




În PARALEL



În SERIE

Formulele de calcul:
În paralel

Unde C1,C2,Cn capacităţile condesatorului

În serie
sau
Unde C1,C2,Cn capacităţile condesatorului

Vreu să atenţionez că toate mărimile capacităţilor trebuie să fie aceiaşi,adică ori toate microfarade ori toate nanofarade,etc.

Deasemenea condesatorul mai dispune şi de un parametru important care este: Tensiunea admisibilă,acest parametru se stabileşte reeşind din caracteristicile schemei,această valoare nu trebuie să fie mai mică decăt valoarea tensiunii de la care se alimentează.
Dacă vom volosi condesatoare cu capacităţi egale atunci tensiunea se va împărţi proporţional pe fiecare condesator.

La condesatoarele electrolitice trebuie de ţinut cond de modul lor de conexiune,reeşind din polarizarea lor.
La conectarea în paralel a condesatoarelor electrolitice trebuie de conectat plus la plus şi minus la minus


La condesatoarele conectate în serie totul este invers adică plus la minus şi viceversa


  Deasemenea şi la condesatorele electrolitice parametru important e tensiunea admisibilă.Cînd conectăm în serie tensiunea admisibilă trebuie să fie aceiaşi ca şi cum am conecta un condesator,spre exemplu avem de conectat 2 condesatoare unul 1000uF 25 V şi al 2-lea la fel 1000 uF 25 V atunci capacitatea lor va fi 2000 uF ţi 25 V. Dacă unul spre exemplu unul va avea tensiunea de 25 V iar celălalt de 16 atunci cel de 16 V va ieşi din funcţiune ceea că va duce la ieşirea din funcţiune a celuilalt condesator.