Електрична потужність. Потужність електричного струму.
Тема називається: Електрична потужність. Потужність електричного струму. У ній хотілося б розкрити дане поняття в простій і зрозумілій формі. І, мабуть, перш ніж говорити про електричної потужності, спершу слід визначитися з поняттям потужності в загальному сенсі. Зазвичай, коли люди говорять про потужність, вони мають на увазі якусь «силу», якою володіє той чи інший предмет (потужний електродвигун) або дія (потужний вибух). Але як ми знаємо зі шкільної фізики, сила і потужність - це різні поняття, але залежність у них є.
Спочатку потужність (N), це характеристика, що відноситься до певної події (дії), а якщо воно прив'язане до певного предмету, то з ним також умовно співвідносять поняття потужності. Будь-яка фізична дія має на увазі вплив сили. Сила (F), за допомогою якої був пройдений певний шлях (S) буде дорівнювати досконалої роботі (А). Ну, а робота, виконана за певний час (t) і буде прирівнюватися до потужності.
Потужність - це фізична величина, яка дорівнює відношенню досконалої роботи, що виконується за деякий проміжок часу, до цього ж проміжку часу. Оскільки робота є мірою зміни енергії, то ще можна сказати так: потужність - це швидкість перетворення енергії системи.
Розібравшись з поняттям механічної потужності, перейдемо до розгляду електричної потужності (потужність електричного струму). Як Ви повинні знати U - це робота, виконувана при переміщенні одного кулона, а струм I - кількість кулонів, що проходять за 1 секунду. Тому твір струму на напругу показує повну роботу, виконану за 1 секунду, тобто електричну потужність або потужність електричного струму.
Аналізуючи наведену формулу, можна зробити дуже простий висновок: оскільки електрична потужність «P» в однаковій мірі залежить від струму «I» і від напруги «U», то, отже, одну і ту ж електричну потужність можна отримати або при великому струмі і малому напрузі, або ж, навпаки, при великій напрузі і малому струмі (Це використовується при передачі електроенергії на віддалені відстані від електростанцій до місць споживання, шляхом трансформаторного перетворення на підвищувальних і понижувальних електропідстанції).
Активна електрична потужність (це потужність, яка безповоротно перетвориться в інші види енергії - теплову, світлову, механічну тощо) має свою одиницю виміру - Вт (Ватт). Вона дорівнює добутку 1 вольта на 1 ампер. У побуті і на виробництві потужність зручніше вимірювати в кВт (кіловатах, 1 кВт = 1000 Вт). На електростанціях ж використовуються більші одиниці - мВт (мегавати, 1 мВт = 1000 кВт = 1 000 000 Вт).
Реактивна електрична потужність - це величина, яка характеризує такий вид електричного навантаження, що створюються в пристроях (електрообладнанні) коливаннями енергії (індуктивного і ємнісного характеру) електромагнітного поля. Для звичайного змінного струму вона дорівнює добутку робочого струму I і падіння напруги U на синус кута зсуву фаз між ними: Q = U * I * sin (кута). Реактивна потужність має свою одиницю виміру під назвою Вар (вольт-ампер реактивний). Позначається буквою «Q».
Простою мовою активну і реактивну електричну потужність на прикладі можна висловити так: у нас є електротехнічний пристрій, яке має нагрівальні тени і електродвигун. Тени, як правило, зроблені з матеріалу з високим опором. При проходженні електричного струму по спіралі тена, електрична енергія повністю перетворюється в тепло. Такий приклад характерний активної електричної потужності.
Електродвигун цього пристрою всередині має мідну обмотку. Вона являє собою індуктивність. А як ми знаємо, індуктивність має ефект самоіндукції, а це сприяє часткового повернення електроенергії назад в мережу. Ця енергія має деякий зсув у значеннях струму і напруги, що викликає негативний вплив на електромережу (додатково перевантажуючи її).
Схожими здібностями володіє і ємність (конденсатори). Вона здатна накопичувати заряд і віддавати його назад. Різниця ємності від індуктивності полягає в протилежному зміщення значень струму і напруги відносно один одного. Така енергія ємності й індуктивності (зміщена по фазі щодо значення електромережі) і буде, по суті, бути реактивної електричної потужністю.
Більш докладно про властивості реактивної потужності ми поговоримо у відповідній статті, а в завершенні цієї теми хотілося сказати про взаємний вплив індуктивності і ємності. Оскільки і індуктивність, і ємність мають здатність до зрушення фази, але при цьому кожна з них робить це з протилежним ефектом, то така властивість використовують для компенсації реактивної потужності (підвищення ефективності електропостачання).
P.S. Говорячи про електричної потужності електротехнічних пристроїв, ми повинні пам'ятати, що вона в них обмежується номінальними і максимальними значеннями струму і напруги, а ці обмеження вже залежать від матеріалу, робочих частот, технології виготовлення і інших чинників.