Повна потужність

Одиниця повної електричної потужності — вольт-ампер (V · A, В · А)

Повна потужність — величина, що дорівнює добутку діючих значень періодичного електричного струму I у колі і напруга U на її затисках: U · I; пов'язана з активною і реактивною потужностями співвідношенням: де Р — активна потужність, Q — реактивна потужність (при індуктивному навантаженні Q> 0, а при ємнісний Q' '<0).

Векторна залежність між повною, активною і реактивною потужністю виражається формулою:

Повна потужність має практичне значення, як величина, що описує навантаження, що фактично накладаються споживачем на елементи підвідної електромережі (дроти, кабелі, розподільні щити,трансформатори, лінії електропередачі), оскільки ці навантаження залежать від споживаного струму, а не від фактично використаної споживачем енергії. Саме тому номінальна потужність трансформаторів і розподільних щитів вимірюється у вольт-амперах, а не у ватах.

Комплексна потужність[ред. • ред. код]

Потужність, аналогічно імпедансу, можна записати у комплексному вигляді:

де — комплексна напруга, — комплексний струм, — імпеданс, * — оператор комплексного спряження.

Модуль комплексної потужності дорівнює повній потужності S. Дійсна частина дорівнює активній потужності Р, а уявна — реактивної потужності Q з коректним знаком в залежності від характеру навантаження.

Неактивна потужність[ред. • ред. код]

Неактивна потужність (пасивна потужність) — це потужність нелінійних спотворень струму, вона дорівнює кореню квадратному з різниці квадратів повної та активної потужностей у колі змінного струму. У колі з синусоїдальною напругою неактивна потужність дорівнює кореню квадратному із суми квадратів реактивної потужності і потужностей вищих гармонік струму. При відсутності вищих гармонік неактивна потужність дорівнює модулю реактивної потужності.

Під потужністю гармоніки струму розуміється добуток діючого значення сили струму даної гармоніки на діюче значення напруги.

Наявність нелінійних спотворень струму у колі означає порушення пропорційності між миттєвими значеннями напруги й сили струму, викликане нелінійністю навантаження, наприклад коли навантаження має реактивний або імпульсний характер. При лінійному навантаженні сила струму у колі пропорційна миттєвому значенню, вся споживана потужність є активною. При нелінійному навантаженні збільшується удавана (повна) потужність у колі за рахунок потужності нелінійних спотворень струму, яка не бере участі у здійсненні роботи. Потужність нелінійних спотворень не є активною і включає у себе як реактивну потужність, так і потужність інших спотворень струму. Дана фізична величина має розмірність потужності, тому у якості одиниці вимірювання неактивній потужності можна використовувати В ∙ А (вольт-ампер) або вар (вольт-ампер реактивний). Вт (ват) використовувати небажано, щоб неактивну потужність не сплутали з активною.

Зв'язок неактивної, активної і повної потужностей[ред. • ред. код]

Величину неактивної потужності позначимо N. Через i позначимо вектор струму, через u — вектор напруги. Літерами I і U будемо позначати відповідні діючі значення:

Уявімо вектор струму i у вигляді суми двох ортогональних складових i _a і i _p , які назвемо відповідно активною і пасивною. Оскільки у здійсненні роботи бере участь тільки складова струму, що колінеарна напрузі, вимагатимемо, щоб активна складова була колінеарна напрузі, тобто i _a = λ u, де λ — деяка константа, а пасивна — ортогональна, тобто Маємо

Запишемо вираз для активної потужності P, скалярно помноживши останню рівність на u:

Звідси знаходимо

Вираз для величини неактивної потужності має вигляд де S = U I — повна потужність.

Для повної потужності кола справедливе уявлення, яке аналогічне виразу для кола з гармонійними струмом і напругою, тільки замість реактивної потужності використовується неактивна потужність:

Таким чином, поняття неактивної потужності являє собою один із способів узагальнення поняття реактивної потужності для випадку несинусоїдальних струму і напруги. Неактивна потужність іноді називається реактивною потужністю за Фрізе.

22,Рівняння біжучої хвилі: S=Acosω(t – x/V) або S=Acos(ωt – kx).

Хвильове число k=2π/λ.