Что такое коэффициент мощности переменного тока?
Коэффициент мощности: активная, реактивная и полная мощность простыми словами
Это эссе объясняет, почему такие приборы, как UNI-T UT233 от Uni-Trend и его аналог Mastech MS2225A, имеют большое практическое значение при измерении параметров электросети.
Создаётся впечатление, что не все электрики, а тем более начинающие специалисты, до конца понимают, насколько важны такие приборы при работе с параметрами электрической сети. По сути, UT233 и MS2225A — это портативные мини-лаборатории, способные измерять ток, напряжение, частоту, активную мощность, реактивную мощность, полную мощность, коэффициент мощности, энергию и ряд других важных параметров.
Пояснение на примере кофе
Начнём с самого простого примера. Вы заходите в Starbucks и заказываете чашку капучино.
Вы понимаете, что заплатили за полную чашку кофе, но фактически получили немного меньше из-за пены сверху. Представим кофейный автомат как источник электроэнергии, а чашку — как потребление электроэнергии. В такой аналогии пена — это реактивная мощность, а кофе — активная мощность, то есть полезная мощность в киловаттах.
Именно поэтому возникает вопрос: почему мощность трансформатора часто измеряют в ВА, а не в ваттах?
Суть в том, что из-за пены вы получаете меньше кофе, хотя кофейный автомат способен наполнить полную чашку. Аналогично из-за реактивной мощности электрическая система работает менее эффективно, поскольку часть её возможностей не превращается в полезную работу.
Откуда берётся реактивная мощность
В резистивной цепи напряжение и ток находятся в одной фазе. Если умножить ток на напряжение на положительной части волны, получится положительная мощность. Если умножить ток на напряжение на отрицательной части волны, результат также будет положительным: -I × -V = +P.
В этом случае положительная мощность означает, что энергия движется от генератора к нагрузке и используется полностью.
Когда генератор питает индуктивную нагрузку, например электродвигатель, ситуация становится сложнее.
В индуктивной нагрузке ток отстаёт от напряжения. Обратите внимание на участок кривой, который пересекает красная вертикальная линия. В этот момент положительный ток умножается на отрицательное напряжение, создавая отрицательную мощность. Именно это является одной из причин появления реактивной мощности.
В данном случае отрицательная мощность означает, что энергия на определённом этапе возвращается от индуктивной нагрузки обратно к генератору. Её можно условно назвать отражённой мощностью, которая не используется нагрузкой для выполнения полезной работы.
Является ли реактивная мощность «злодеем» сама по себе? Нет.
Может ли электродвигатель работать без создания магнитного поля? Тоже нет.
Итак, реактивная мощность — это неизбежная часть работы индуктивной нагрузки. От неё невозможно полностью избавиться, но её можно компенсировать, например добавив конденсатор параллельно индуктивной нагрузке.
На первой схеме показано состояние до коррекции коэффициента мощности, а на второй — после компенсации реактивной составляющей.
Повышение коэффициента мощности делает производство, передачу и распределение электроэнергии существенно более эффективными. Именно поэтому измерение активной, реактивной и полной мощности важно не только для энергетиков, но и для инженеров, электриков и специалистов, работающих с электрооборудованием.
Магазин Gtest® — авторизованный поставщик токовых клещей: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/tokovye-kleshchi
