Может ли реактивная мощность быть отрицательной: Может ли реактивная мощность быть отрицательной

Может ли реактивная мощность быть отрицательной

Среднее за период Т значение мгновенной мощности называется активной мощностью:. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии тепловую, световую и т. В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи. Единица активной мощности — ватт W, Вт. Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом активной мощности является мощность, поглощаемая нагрузкой. Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением:.

Поиск данных по Вашему запросу:

Может ли реактивная мощность быть отрицательной

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Активная мощность цепи переменного тока
• Понятие о реактивной мощности
• Что такое активная, реактивная и полная мощность
• ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК.
• Электрическая мощность. Общее понятие
• §57. Мощность переменного тока и коэффициент мощности
• Активная мощность цепи переменного тока
• Запись навигация

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Коэффициент мощности “косинус фи”

Активная мощность цепи переменного тока

Среднее за период Т значение мгновенной мощности называется активной мощностью:. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии тепловую, световую и т. В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи.

Единица активной мощности — ватт W, Вт. Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом активной мощности является мощность, поглощаемая нагрузкой. Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением:. Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях и потери напряжения ухудшающие условия регулирования напряжения.

В некоторых электрических установках реактивная мощность может быть значительно больше активной. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом реактивной мощности является мощность, отраженная от нагрузки. Но отрицательное значение мощности нагрузки характеризует нагрузку как генератор энергии.

Активное, индуктивное, емкостное сопротивление не могут быть источниками постоянной энергии. Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения.

Единица полной электрической мощности — вольт-ампер VA, ВА. Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:.

Электрическая мощность. Общее понятие Электрическая мощность.

Понятие о реактивной мощности

Реактивная энергия — это энергия, запасенная в установке потребителе, которая отдается обратно, в сторону генератора. Споткунулся об реактивную энергию с отрицательным знаком, это что, реактивность на стороне генератора? А где, если не серкрет вы об нее споткнулись? Это похоже либо на ошибку в расчетах, либо на нобелевку. Активная впрочем тоже.

Активная мощность цепи переменного тока: определение, расчет, компенсация. Активная и реактивная мощность может быть только у переменного тока, т. к. величина может быть как положительной, так и отрицательной.

Что такое активная, реактивная и полная мощность

Мощность в цепи переменного тока также есть переменной величиной. Среднее ее значение. В цепи, где есть реактивное сопротивление возьмем для примера индуктивное значение мгновенной мощности равно:. Данное выражение показывает, что реактивная энергия содержит только переменную часть, которая изменяется с двойной частотой, а ее среднее значение равно нулю.

Если ток и напряжение имеют синусоидальную форму и сеть содержит элементы типа R-L или R-C, то в таких сетях кроме преобразования энергии в активном элементе R вдобавок еще и изменяется энергия электрического и магнитного полей в реактивных элементах L и C. Уравнение для S примет следующий вид. Как видим из графика, наличие индуктивной составляющей повлекло за собой появление отрицательной части в полной мощности заштрихованная часть графика , что снижает ее среднее значение. Это происходит из-за фазового сдвига, в какой-то момент времени ток и напряжение находятся в противофазе, поэтому появляется отрицательное значение S.

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК.

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Единицей измерения в Международной системе единиц СИ является ватт русское обозначение: Вт , международное: W. Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи. Другими словами, при движении единичного заряда по участку электрической цепи он совершит работу, численно равную электрическому напряжению, действующему на участке цепи.

Умножив работу на количество единичных зарядов, мы, таким образом, получаем работу, которую совершают эти заряды при движении от начала участка цепи до его конца.

Теория и практика.

Электрическая мощность. Общее понятие

Реактивная мощность в электрической сети Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами электростанций, характеризуется их активной и реактивной мощностью. Активная мощность потребляется электроприемниками, преобразуясь в тепловую, механическую и другие виды энергии. Реактивная мощность характеризует электроэнергию, преобразуемую в энергию электрических и магнитных полей. В электрической сети и ее электроприемниках происходит процесс обмена энергией между электрическими и магнитными полями. Устройства, которые целенаправленно участвуют в этом процессе, называют источниками реактивной мощности ИРМ. Такими устройствами могут быть не только генераторы электрических станций, но и синхронные компенсаторы, реакторы, конденсаторы, реактивной мощностью которых управляют по определенному закону регулирования с помощью специальных средств.

§57. Мощность переменного тока и коэффициент мощности

По теореме Менли и Роу предполагается, что на двух частотах энергия поступает в нелинейный реактивный элемент, а на двух отдается. Признаком отдачи энергии является отрицательная мощность. Если в результате решения двух уравнений с двумя неизвестными вместо ожидаемой отрицательной мощности будет получена положительная, то это означает, что задача была поставлена некорректно. За точкой 4 наступает режим BetpHKa; его также принято называть режимом авторотации, однако здесь вложено другое понятие. В отличие от режима авторотации на режиме ветряка часть отрицательной мощности воздушного винта передается двигателю – набегающий поток воздуха вращает винт и ротор двигателя. Воздушный винт создает на этом режиме максимальную отрицательную тягу. В действительности в мощных паровых турбинах рабочий процесс в области моторных режимов значительно отклоняется от указанной выше схемы.

Активная мощность цепи переменного тока: определение, расчет, компенсация. Активная и реактивная мощность может быть только у переменного тока, т. к. величина может быть как положительной, так и отрицательной.

Активная мощность цепи переменного тока

Может ли реактивная мощность быть отрицательной

В повседневной жизни практически каждый сталкивается с понятием “электрическая мощность”, “потребляемая мощность” или “сколько эта штука “кушает” электричества”. В данной подборке мы раскроем понятие электрической мощности переменного тока для технически подкованных специалистов и покажем на картинке электрическую мощность в виде “сколько эта штука кушает электричества” для людей с гуманитарным складом ума Мы раскрываем наиболее практичное и применимое понятие электрической мощности и намеренно уходим от описания дифференциальных выражений электрической мощности.

Запись навигация

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Активная, реактивная и полная мощность. Что это такое, на примере наглядной аналогии.

Кто давно хотел выучить английский? Переходите по моей ссылке и получите два бесплатных урока в школе английского языка SkyEng! Занимаюсь там сам – очень круто. Прогресс налицо. Два урока бесплатно по моей ссылке!

Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением:. Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей , а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.

При расчете электрической мощности, потребляемой любым электротехническим или бытовым устройством, обычно учитывается так называемая полная мощность электрического тока, выполняющего определённую работу в цепи данной нагрузки. Активная мощность всегда измеряется и указывается в ваттах Вт , а полная мощность приводится обычно в вольт-амперах ВА.

Различные приборы – потребители электрической энергии могут работать в цепях, имеющих как активную, так и реактивную составляющую электрического тока. Активная составляющая потребляемой любой нагрузкой мощности электрического тока совершает полезную работу и трансформируется в нужные нам виды энергии тепловую, световую, звуковую и т. Отдельные электроприборы работают в основном на этой составляющей мощности. Это – лампы накаливания, электроплиты, обогреватели, электропечи, утюги и т.

Все индукционные то есть электромагнитные машины и устройства, работающие в составе систем переменного тока, преобразуют электрическую энергию от генераторов энергосистемы в механическую работу и тепло. Причина этого состоит в том, что индукционая цепь циклически поглощает энергию из системы на создание магнитных полей и отдает эту энергию обратно в систему в течение спада магнитных полей дважды за каждый цикл мощности-частоты. Точно такое же явление происходит при наличии параллельно включенных емкостных элементов в энергосистеме, таких как кабели или блоки силовых конденсаторов и т.

«Может ли мощность и КПД быть отрицательными?» — Яндекс Кью

Популярное

Сообщества

Вот лежат передо мной несколько школьных учебников по физике для старших классов, написанные Г.Я. Мякишевым, Б.Б Буховцевым, Н.Н. Сотским, В.А. Касьяновым и др. В каждом учебнике есть запись, что на учебник получены положительные заключения Российской академии наук и Российской академии образования, либо что учебник одобрен Федеральным экспертным советом и рекомендован Министерством образования РФ.

В каждом из этих учебников приводятся формулы для определения работы A = F S cos α, для определения мощности: N = A / t, и для определения КПД = А_полезная / Е_затраченная.

Там же, в этих учебниках приводятся задачи для усвоения пройденного материала, например:

С решением этих задач вроде бы как всё ясно и понятно.

Но вот если слегка изменить условия задачи А5: какую мощность развивает двигатель подъёмного механизма крана, если он равномерно ОПУСКАЕТ плиту массой 600 кг с высоты 4 м за 3 с?

И каков его КПД? То мы приходим к парадоксальному результату – оказывается, что двигатель подъёмного механизма крана совершает ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ РАБОТУ (см. Элементарный учебник физики под редакцией Ландсберга), и, соответственно, получаем, что и мощность двигателя, и КПД – отрицательные величины.

Итак – может ли быть мощность и КПД двигателя быть отрицательными?

Домашние задания

Анонимный вопрос

22 июня 2021  ·

852

ОтветитьУточнить

Akilya Galimova

Технологии

66

Преподаватель технического университета, кандидат технических наук, проектировщик в…  · 24 авг 2021

Речь идет о суммарной мощности. Мощность, которую вы прикладываете к совершению работы, меньше мощности, которая препятствует совершению этой работы, термин “отрицательный” чисто математический. Обе мощности положительные, просто действуют в разных направлениях. Это относится и КПД. Например, в электротехнике на этом явлении основана работа компенсационных устройств. Электрический двигатель потребляет большую реактивную мощность. Эта мощность индуктивная и она сильно снижает коэффициент мощности, что негативно влияет на качество электроэнергии. В сеть включают конденсаторную установку, которая тоже потребляет реактивную мощность, но характер этой мощности емкостной. Индуктивная и емкостная мощности направлены в противоположные стороны. Это физические свойства этих элементов. И тогда суммарная реактивная мощность становиться меньше. Хотя и одно и другое устройство работают нормально сами по себе. Есть такой термин у энергетиков – “возвратить реактивную мощность в сеть”. И когда составляют баланс в электрической сети по реактивной мощности – он может быть отрицательным, если емкостная нагрузка превышает индуктивную. Но это только математически.

Комментарий был удалён за нарушение правил

Комментировать ответ…Комментировать…

Андрей Морковин

42

Программист и автоматизатор. 1с77 и производство. Учитель физики.   · 2 июн 2022

Если мы останемся в рамках идеального упрощённого учебникового мира, то электродвигатель при опускании груза будет не потреблять, а вырабатывать энергию. Вот она и “отрицательная мощность” Торможение при опускании производится тормозом. Если предположить, что в качестве тормоза используется сам электродвигатель, то его работа будет отрицательная. Но и изменение энергии… Читать далее

Александр Кобыленков

2 июня 2022

Еще одно маленькое уточнение. КПД может быть больше единицы и это не противоречит никаким законам термодинамики… Читать дальше

Комментировать ответ…Комментировать…

Вы знаете ответ на этот вопрос?

Поделитесь своим опытом и знаниями

Войти и ответить на вопрос

2 х\$. Как обычно, здесь \$V\$ и \$I\$ обозначают среднеквадратичное значение напряжения и тока.

Используя уравнение \$Q = V I \sin{(\theta_v – \theta _i)}\$, множители \$V\$ и \$I\$ всегда неотрицательны (т. е. равны нулю или положительный), потому что они являются величиной комплексных чисел. Таким образом, знак \$Q\$ зависит только от знака \$\sin{(\theta_v – \theta _i)}\$; если последнее положительно, то и первое; если последнее отрицательно, то и первое. Напомним, что \$\sin{(\theta)}\$ положительно для \$0° < \theta < 180°\$ и отрицательно для \$-180° < \theta < 0°\$, где \ $\тета = \тета_v - \тета_i\$. Также напомним, что при индуктивной нагрузке \$0° < \theta < 92\$] умноженное на положительное [если \$X > 0\$] равно положительному, а положительное умноженное на отрицательное [если \$X < 0\$] равно отрицательному). В случае индуктивных нагрузок мы знаем, что \$X > 0\$, поэтому \$Q > 0\$. В емкостных нагрузках \$X < 0\$ поэтому \$Q < 0\$ .

[…] поэтому, если ток опережает, это означает, что у меня меньшее значение фазы тока, а sin имеет положительное значение.

Нет. Если ток опережает напряжение, это означает, что он находится где-то между 0° и 90° впереди вектора напряжения или формы волны напряжения, но не означает, что его фазовый угол меньше, чем у напряжения.

Почему \$-90° < \theta < 0°\$ при емкостной нагрузке? Быстрый способ понять, почему, состоит в том, чтобы сначала вспомнить, что при пассивной нагрузке угол \$\theta = \theta_v - \theta_i\$ также равен углу комплексного импеданса. Затем также помните, что комплексный импеданс емкостной нагрузки находится в четвертом квадранте комплексной плоскости, поэтому его фазовый угол находится между 270° и 360° или, что то же самое, между -90° и 0°, поскольку его действительная часть (сопротивление ) положителен, а его мнимая часть (емкостное сопротивление) отрицательна.

А почему реактивное сопротивление емкостной нагрузки отрицательное? Хорошо, помните, что производная во временной области эквивалентна умножению на \$j \omega\$ в векторной области (мы предполагаем синусоидальное устойчивое состояние). Также помните, что отношение \$i\$-\$v\$ идеального конденсатора равно \$i(t) = C \, dv(t)/dt\$. Итак, в векторной области у нас есть \$\tilde I = C (j \omega \tilde V) = (j \omega C) \tilde V\$. Поскольку комплексный импеданс равен , определяемый как отношение вектора напряжения к вектору тока, импеданс идеального конденсатора можно получить из предыдущего уравнения как \$ \tilde V / \tilde I = Z = 1/(j \omega С) = -j/\omega C\$. Обратите внимание, что мнимая часть (реактивное сопротивление) отрицательна, поскольку \$\omega = 2 \pi f\$ и \$C\$ всегда положительны в фазовом анализе.

пассивные сети – Что физически представляет значение реактивной мощности?

Давайте на секунду отвлечемся от аспекта мощности и подумаем о том, что такое реактивное сопротивление.

Вы знаете математику и теорию, вы можете говорить о вещах в абстрактных теоретических конструкциях, используя комплексные числа, вектора и все такое. Но абстрактные модели именно таковы: абстрактные модели. Математика может смоделировать вещь, но на самом деле она не поможет вам понять физическую систему, которую она моделирует, за исключением других абстрактных способов.

Итак, давайте на секунду отвлечемся от математики и поговорим о том, что такое реактивное сопротивление .

Собственно, поговорим о сопротивлении. Действительная составляющая импеданса. В конечном счете, сопротивление представляет собой потерю энергии. Сопротивление потребляет часть кинетической энергии электронов, движущихся по цепи, и это проявляется в знакомом омическом падении напряжения, которое мы наблюдаем на любой резистивной нагрузке. Электроны врезаются в вещество, заставляя его вибрировать, и резистивная нагрузка нагревается, поскольку электроны теряют джоули и переносят их в нагрузку. Чем быстрее скорость энергии, которая проходит через эту нагрузку, тем быстрее скорость потери мощности, и тем сильнее вы должны давить, чтобы это произошло.

Но это только одна сторона медали. Помимо простого рассеивания энергии в окружающую среду, может произойти и другой вариант: энергия может быть сохранена. Емкость и индуктивность часто называют «двойственными» друг другу, потому что они оба являются мерой накопления энергии. Емкость — это мера энергии, запасенной в электрическом поле, а индуктивность — это мера энергии, запасенной в магнитном поле.

Сохранение энергии выглядит так же, как рассеивание энергии, по крайней мере, сначала. В обоих случаях энергии, которая была в цепи, больше нет. Единственная разница между сопротивлением и реактивным сопротивлением здесь заключается в том, что при сопротивлении эта энергия уходит навсегда, но реактивное сопротивление в конечном итоге вернет эту энергию обратно в цепь позже. Ну, и, конечно, в качестве меры хранения они в конечном итоге достигают максимального объема хранения с учетом статической схемы. Конденсатору потребуется более высокое напряжение для хранения большего количества энергии, катушке индуктивности также потребуется более высокий ток для хранения большего количества энергии. Это аспект «реактивного сопротивления». По мере накопления энергии на это реактивное сопротивление, по-видимому, рассеивается меньше энергии, пока оно полностью не исчезнет. Если мощность начинает падать, накопленная энергия высвобождается обратно в цепь.

Так что же такое полная мощность? Это просто скорость, с которой цепь или часть цепи (в зависимости от того, что вы рассчитываете/смотрите) накапливает энергию, или, если величина противоположна, скорость, с которой она высвобождает энергию. Вот и все. Это не странно и не странно, это реальная, физическая, поддающаяся количественной оценке вещь. Если вы заряжаете массивную батарею конденсаторов от батареи, она будет потреблять джоули от этой батареи, и это будет происходить с определенной скоростью, которая поначалу будет самой высокой, но в конечном итоге упадет до нуля. Технически это реактивная мощность. Но она по-прежнему измеряется в ваттах, а ватты всегда остаются ваттами. Вы просто измеряете скорость, с которой что-то хранит джоули, а не скорость, с которой оно их просто рассеивает.

Ваше замешательство, я думаю, в том, что вы как бы пришли к ответу, даже не осознавая этого. Если у вас есть схема только с конденсаторами и катушками индуктивности, то нет «P», так как энергия не рассеивается с некоторым количеством джоулей в секунду. Есть только энергия , хранящаяся , и она в конечном итоге будет высвобождена, так что да, она в среднем равна 0. Реактивная мощность всегда равна. В конечном счете, это просто хранение, а не потребление, так что да, оно всегда всегда будет в среднем равно 0. Эти джоули были отданы взаймы, но катушки индуктивности и конденсаторы имеют потрясающий кредитный рейтинг и всегда возвращают вам деньги в конце концов, так что вы на самом деле ничего не потеряли. деньги/джоули в долгосрочной перспективе.

Так что вам вообще не нужно говорить об этом с точки зрения математики. На самом деле, если вы понимаете, что реактивная мощность — это просто скорость накопления и высвобождения энергии, измеряемая в джоулях в секунду или ваттах, как и все остальное, связанное с мощностью, , тогда поведение и математика должны иметь логический смысл, потому что это в конечном итоге то, что вы моделируете с помощью указанной математики.

Теперь можно задаться вопросом, почему реактивная мощность вообще имеет значение, если ее среднее значение равно нулю.

Давайте быстро поговорим о коэффициенте мощности. Коэффициент мощности – это, конечно же, отношение реальной мощности к кажущейся. Это может показаться довольно странным или бессмысленным. Я имею в виду, кого это волнует? Кажущаяся мощность на самом деле не теряется, зачем ее вообще измерять?

Проблема в том, что этот накопитель энергии никогда (за исключением, возможно, сверхпроводников) не является полностью эффективным. Электроны должны двигаться на отрицательную пластину конденсатора, в то время как такое же количество электронов отталкивается от положительной пластины. Движущийся заряд является текущим. Проводники (опять же, за исключением случая сверхпроводимости) всегда имеют некоторое сопротивление, поэтому у вас есть потери. В контексте переменного тока, где накопление энергии будет иметь огромное значение в этом отношении, вы получите электроны, входящие и выходящие снова и снова, бесполезно накапливая энергию без какой-либо причины. Таким образом, несмотря на то, что энергия возвращается в цепь, вы все равно несете потери в виде протекающего тока, но без какой-либо работы. На самом деле, идея фазы тока и напряжения — это просто способ взглянуть на то, как реактивное сопротивление эффективно снижает напряжение, но потому что оно накапливает энергию или поддерживает напряжение (или вместо этого увеличивает его для поддержания тока), высвобождая энергию.