Apa artinya daya reaktif dikirim / dikonsumsi?

Kekuatan nyata masuk akal karena ada konsumsi aktual, tetapi mengenai daya reaktif; apa yang dikonsumsi / dikirim? Dan bagaimana sirkuit berubah setelah ini terjadi?

Untuk menjawab pertanyaan: Kekuatan nyata dikonsumsi oleh sirkuit. Daya reaktif ditransfer antara rangkaian dan sumber.

Kekuatan nyata dalam W (P) adalah kekuatan yang berguna. Sesuatu yang bisa kita dapatkan dari sirkuit. Panas, ringan, tenaga mekanik. Tenaga yang dikonsumsi dalam resistor atau motor.

Kekuatan nyata dalam VA (S) adalah apa yang dimasukkan oleh sumber ke dalam rangkaian. Dampak penuh sirkuit terhadap sumber.

Jadi faktor daya adalah semacam efisiensi pf = P / S untuk rangkaian. Semakin dekat ke 1, semakin baik.

Daya reaktif dalam VAR (Volt Amps Reactive) (Q) adalah daya yang bersirkulasi antara sumber dan beban. Daya yang disimpan dalam kapasitor atau induktor. Tapi itu dibutuhkan. Sebagai contoh, daya reaktif induktif dalam motor listrik membentuk medan magnet untuk memutar motor. Tanpanya motor tidak akan bekerja sehingga berbahaya untuk menganggapnya sia-sia, tapi itu semacam itu.

Kapasitor dan Induktor reaktif. Mereka menyimpan daya di bidangnya (listrik dan magnet). Untuk 1/4 dari bentuk gelombang ac, daya dikonsumsi oleh perangkat reaktif saat medan terbentuk. Tetapi pada seperempat gelombang berikutnya, medan listrik atau magnet runtuh dan energi dikembalikan ke sumbernya. Sama untuk dua kuartal terakhir, tetapi berlawanan polaritas.

Untuk melihatnya animasi, lihat Sirkuit Seri AC . Ini menunjukkan semua sirkuit seri 6 (R, L, C, RL, RC & RLC). Nyalakan daya sesaat. Ketika p positif, sumber memberikan daya. Ketika p negatif, daya dikirim ke sumber.

Untuk R, daya dikonsumsi. Untuk L atau C, daya mengalir antara sumber dan perangkat. Untuk RL atau RC, kedua hubungan ini digabungkan. Resistor mengkonsumsi dan menyimpan perangkat reaktif / mengirim daya ke sumber.

Manfaat sebenarnya adalah ketika induktor DAN kapasitor berada di sirkuit. Daya reaktif kapasitif terkemuka berlawanan dalam polaritas dengan daya reaktif induktif yang tertinggal. Kapasitor memasok daya ke induktor mengurangi daya reaktif yang harus disediakan sumber. Dasar untuk koreksi faktor daya.

Pilih RLC dalam referensi. Perhatikan bahwa tegangan sumber (hypoteneuse) dibentuk dari dan . Kurang dari jika dibentuk dari danV R V L - V C V R V $V_S$$V_R$$V_L - V_C$$V_R$$V_L$

Jika kapasitor memasok semua daya induktor, beban menjadi resistif dan P = S dan pf = 1. Segitiga daya menghilang. Sumber arus yang dibutuhkan lebih sedikit, yang berarti pemasangan kabel, perlindungan sirkuit bisa lebih sedikit. Di dalam motor, ada segitiga kekuatan yang tidak dikoreksi, dengan tambahan arus yang berasal dari kapasitor.

Referensi menunjukkan rangkaian seri, tetapi C apa pun akan memasok daya ke setiap L di sirkuit ac yang mengurangi daya semu yang harus disediakan sumber.

Mari kita ambil contoh. P = motor 1kW pada 0,707 pf lagging dengan sumber 120V.

Sebelum koreksi faktor daya: dan (garis putus-putus) seperti pada I lag sebesar 45 °. S 1 = 1.42 k V $Q_L = 1kVAR$$S_1 = 1.42kVA$$Θ_1 = 45° lagging$$V_S$$I_1 = 11.8A$

Tingkatkan faktor daya hingga 0,95 lagging dengan menambahkan kapasitor secara paralel dengan beban.

Setelah koreksi faktor: P dan masih ada. Kapasitor menambahkan . Ini mengurangi sumber daya reaktif yang harus disediakan, sehingga daya reaktif bersih adalah . dan 25,8% penghematan saat ini. Semua yang ada di power triangle ada kecuali .$Q_L$$Q_C = 671VAR$$Q_T = 329VAR$$S_2 = 1.053kVA$$I_2 = 8.8A$$S_1$

Kapasitor memasok 671VAR dari daya reaktif terkemuka ke daya reaktif lagging motor, mengurangi daya reaktif bersih ke 329VAR. Kapasitor bertindak sebagai sumber induktor (kumparan motor).

Medan listrik kapasitor diisi. Saat medan listrik terlepas, medan magnet dari koil terbentuk. Saat medan magnet runtuh, kapasitor mengisi daya. Ulang. Daya akan bolak-balik antara kapasitor dan induktor.

Ideal adalah ketika . Segitiga kekuatan menghilang. dan$Q_L = Q_C$$S_2 = P = 1kVA$$I_2 = 8.33A$

Jika Anda menerapkan pasokan tegangan AC ke beban yang hanya terdiri dari kapasitansi atau induktansi, sudut fase arus relatif terhadap tegangan digeser 90 derajat. Ketika tegangan dan arus dipindahkan dengan 90 derajat tidak ada daya nyata yang dikirim ke beban itu. Apa yang dikirim ke beban disebut daya reaktif.

Jika beban adalah sebuah resistor, arus dan tegangan akan benar-benar dalam fase (sesuai hukum ohm) dan tidak akan ada daya reaktif yang dikirim - daya yang dikirim akan menjadi daya nyata dan akan memanaskan resistor.

Di antara dua batas ini, kekuatan reaktif dan nyata dapat disampaikan. Cosinus dari sudut fase arus relatif terhadap tegangan disebut faktor daya - Anda mungkin pernah mendengar tentang ini; ketika fase nol (beban resistif) cos (nol) adalah 1. Ketika fase 90 (beban impedansi reaktif) cos (90) adalah nol.

Garis diagonal (merah) pada gambar di atas adalah VA yaitu volt-amp yang diterapkan pada beban - pada dasarnya tegangan RMS x arus RMS. VA disebut "kekuatan nyata" dan akan sama dengan kekuatan nyata / nyata (hijau) jika bebannya benar-benar resistif.

Jika bebannya murni reaktif, "daya semu" = "daya reaktif" (biru)

Perhatikan bahwa dalam diagram di atas, sudut antara daya nyata dan reaktif adalah 90 derajat selalu. Sebagai lanjutan dari komentar lebih lanjut, diagram di bawah ini akan membantu menjelaskan beberapa hal tentang daya reaktif: -

Ada empat skenario, beban resistif, induktif, kapasitif dan campuran. Kurva hitam pada keempatnya adalah "power" yaitu . Perhatikan bahwa untuk induktor dan kapasitor, daya memiliki nilai rata-rata nol.$v\cdot i$

Daya reaktif tidak dikonsumsi. Daya reaktif adalah konsekuensi dari reaktansi listrik rangkaian, itu berarti, perbedaan fasa antara sumber dan beban. Semua daya akan dikirim ke beban aktif, tetapi karena sirkuit tidak 100% aktif, akan ada daya reaktif yang diperlukan untuk "memindahkan" energi aktif melalui sirkuit reaktif. Itu berarti bahwa Anda akan membutuhkan kabel yang lebih besar untuk memindahkan semua daya ini (aktif + reaktif).

Ambil penjelasan lucu ini. Kekuatan aktif seperti uang tunai yang Anda habiskan untuk makanan yang Anda makan. Semuanya berjalan langsung untuk melakukan fungsi yang diperlukan, yaitu untuk memuaskan rasa lapar Anda. Kekuatan reaktif seperti uang yang Anda habiskan di atas kompor, Anda tidak bisa memakannya tetapi Anda membutuhkannya untuk menyiapkan makanan Anda. Anda dapat terus menggunakan kompor, itu tidak habis tetapi, Anda masih tidak bisa memakannya.

Dalam perangkat seperti transformator atau motor, daya reaktif diperlukan untuk mengatur medan magnet yang digunakan untuk konversi daya dari konversi sekunder ke primer atau energi dari listrik ke energi mekanik. Anda tidak dapat langsung melakukan pekerjaan dengannya, tetapi pekerjaan harus dilakukan. Anda juga bisa menganggapnya seperti bahan bakar dan minyak di dalam mobil. Oli tidak membuat mobil berjalan tetapi tanpanya mesin tidak bisa berfungsi. Ini analogi yang longgar.

Masalah dalam sistem kelistrikan adalah bahwa daya reaktif dan daya aktif dihasilkan oleh generator dari input energi yang sama. (Seperti analogi kompor dan makanan kami, semua uang tunai keluar dari kantong Anda.) Jadi, kami hanya ingin memiliki daya reaktif minimum yang benar-benar dibutuhkan oleh sistem kami dan kemudian memiliki semua sumber daya yang tersisa dihasilkan sebagai daya aktif. Meskipun, ada beberapa kasus di mana daya reaktif lebih disukai