Công suất điện xoay chiều – Wikipedia tiếng Việt

Công suất điện xoay chiều là phần năng lượng được chuyển qua mạch điện xoay chiều trong một đơn vị thời gian.

Công suất được định nghĩa như thể phần nguồn năng lượng được chuyển qua một mặt phẳng trong một đơn vị chức năng thời hạn. Đối với mạch điện một chiều, hiệu suất, nguồn năng lượng mà mạch điện thực thi quy đổi qua đường dây điện trong một đơn vị chức năng thời hạn, được tính bằng công thức :

P = U × I { \ displaystyle P = U \ times I }{\displaystyle P=U\times I}

Với:

Trong mạch điện xoay chiều, những thành phần tích góp nguồn năng lượng như cuộn cảm và tụ điện hoàn toàn có thể tạo ra sự lệch sóng của dòng điện so với hiệu điện thế. Có thể được màn biểu diễn về mặt toán học hiệu điện thế và dòng điện bằng số phức để biểu lộ pha của những đại lượng này cho điện xoay chiều. Lúc này hiệu suất cũng hoàn toàn có thể màn biểu diễn qua số phức, hiệu quả của phép nhân hai số phức là hiệu điện thế và dòng điện .

Giá trị tuyệt đối của công suất phứccông suất biểu kiến. Phần thực của công suất phức được gọi là công suất thực. Nó là công suất tính trung bình theo toàn chu kỳ của dòng điện xoay chiều, tạo ra sự chuyển giao thực năng lượng theo một hướng. Phần ảo của công suất phức được gọi là công suất phản kháng; do nó là công suất chuyển ngược về nguồn cung cấp năng lượng trong mỗi chu kỳ do sự tích lũy năng lượng trong các thành phần cảm kháng và dung kháng.

Dòng nguồn năng lượng[sửa|sửa mã nguồn]

Trong biểu đồ, P là hiệu suất thực, Q. là hiệu suất phản kháng, độ dài của S là hiệu suất biểu kiến .Nhận thức được quan hệ giữa ba thành phần này là yếu tố cốt lõi của nhận thức chung về công nghệ tiên tiến điện xoay chiều. Quan hệ toán học giữa những thành phần này là một tổng vectơ và thường thì được màn biểu diễn dưới dạng số phức

S = P + iQ

Ở đây i là đơn vị số ảo, căn bậc hai của -1.

Giả sử coi như ta có mạch điện xoay chiều bao gồm một nguồn và phụ tải tổng quát hóa, trong đó cả dòng điện và hiệu điện thế là có dạng hình sin. Nếu phụ tải là điện trở thuần túy hay hai sự phân cực theo hai chiều là cân bằng, thì chiều của dòng năng lượng không bị thay đổi và chỉ có công suất thực đi qua. Nếu phụ tải là cảm kháng hay dung kháng thuần túy thì hiệu điện thế và dòng điện lệch pha nhau đúng 90 độ (đối với dung kháng thì dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế còn đối với cảm kháng thì dòng điện chậm pha hơn so với hiệu điện thế) và do vậy sẽ không có một năng lượng thực nào qua được. Nguồn năng lượng khi đó sẽ chỉ chuyển tới, chuyển lui và được biết như là công suất phản kháng. Nếu cảm kháng (đơn giản nhất là cuộn cảm) và dung kháng (đơn giản nhất là tụ điện) được mắc song song thì dòng điện sinh ra bởi cảm kháng và dung kháng là lệch pha nhau 180 độ và vì thế chúng một phần nào đó triệt tiêu lẫn nhau hơn là bổ sung cho nhau. Trong thực tế, phần lớn các phụ tải đều có cảm kháng hay dung kháng hoặc cả hai phần này vì thế cả công suất thực và công suất phản kháng đều phải được truyền tới phụ tải.

Hệ số hiệu suất[sửa|sửa mã nguồn]

Tỷ số giữa công suất thực và công suất biểu kiến trong mạch gọi là hệ số công suất. Khi dòng xoay chiều có dạng hình sin lý tưởng, hệ số công suất là côsin của góc lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế của dòng xoay chiều. Do vậy trên thực tế người ta hay ghi hệ số công suất như là ” cos

ϕ

{\displaystyle \phi }

\phi ” vì lý do này.

Hệ số hiệu suất bằng 1 khi hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng pha, và bằng 0 khi dòng điện nhanh hoặc chậm pha so với hiệu điện thế 90 độ. Hệ số hiệu suất phải nêu rõ là nhanh hay chậm pha .Đối với hai mạng lưới hệ thống truyền tải điện với cùng hiệu suất thực, mạng lưới hệ thống nào có thông số hiệu suất thấp hơn sẽ có dòng điện xoay chiều lớn hơn vì nguyên do nguồn năng lượng quay trả lại nguồn lớn hơn. Dòng điện lớn hơn trong những mạng lưới hệ thống thực tiễn hoàn toàn có thể tạo ra nhiều thất thoát hơn và làm giảm hiệu suất cao truyền tải điện năng. Tương tự, đoạn mạch có thông số hiệu suất thấp hơn cũng sẽ có hiệu suất biểu kiến cao hơn và nhiều thất thoát nguồn năng lượng hơn với cùng một hiệu suất thực được truyền tải .Đoạn mạch có dung kháng sinh ra hiệu suất phản kháng với dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế một góc 90 độ, trong khi đó thì đoạn mạch có cảm kháng sinh ra hiệu suất phản kháng với dòng điện chậm pha hơn hiệu điện thế một góc 90 độ. Kết quả của điều này là những thành phần cảm kháng và dung kháng có xu thế triệt tiêu lẫn nhau. Theo quy ước, dung kháng được coi là sinh ra hiệu suất phản kháng còn cảm kháng thì tiêu thụ hiệu suất này ( điều này có lẽ rằng có nguyên do là trên trong thực tiễn hầu hết những phụ tải thực trong đời sống là có cảm kháng và do đó hiệu suất phản kháng phải được cấp tới chúng từ những tụ bù thông số hiệu suất ) .

Trong truyền tải điện năng và phân phối chúng, có cố gắng đáng kể để kiểm soát công suất phản kháng. Điều này thông thường được thực hiện bởi việc tự động đóng/mở các cuộn cảm hay các tụ điện. Các nhà phân phối điện có thể sử dụng các đồng hồ đo điện để đo công suất phản kháng, nhằm hỗ trợ khách hàng tìm biện pháp nâng hệ số công suất lên hay xử phạt các khách hàng để hệ số công suất quá thấp (chủ yếu là các khách hàng lớn).

Công suất biểu kiến được sử dụng để mô tả việc cung ứng điện năng từ nguồn. Nó là tổng vectơ của công suất thực (năng lượng thực tế được truyền từ nguồn tới phụ tải) và công suất phản kháng (là năng lượng lưu thông giữa nguồn và các thành phần lưu trữ năng lượng là cảm kháng và dung kháng của phụ tải). Nó thông thường là điều được chú ý nhiều nhất trong truyền tải và phân phối điện năng.

|S|2 = P2 + Q2

Đơn vị hiệu suất oát ( W ) nói chung được gắn với hiệu suất thực tiễn tiêu tốn. Công suất phản kháng được đo bằng vôn – ampe phản kháng ( VAr ) và hiệu suất biểu kiến hay hiệu suất phức tạp được đo bằng vôn – ampe ( VA ) hay những bội ( ước ) số của nó, ví dụ điển hình như kVA .

Rate this post