Мощность в цепях переменного тока (активная, реактивная и полная).

При выборе трансформаторов, сечения кабелей, выключающей аппаратуры и т. п. необходимо знать, на какой ток они должны быть рассчитаны. Для этого недостаточно, если известны только напряжение и активная мощность , следует еще определить нагрузки. Соотношения между ними и активной мощностью наглядно показывает треугольник мощностей. Чтобы построить его, можно взять треугольник напряжений и все стороны его умножить на ток (рис. 1).

Рис.1 Треугольник мощностей: а- треугольник напряжений, б - треугольник мощностей

Полученный таким путем треугольник мощностей будет подобен треугольнику напряжений. Его гипотенуза будет изображать полную мощность , а катеты — активную и реактивную мощности. Соотношения между ними

; ; ; .

На щитках генераторов и трансформаторов указывается пол мощность. Таким образом, произведение действующих значений напряжения и тока определяет полную номинальную мощность генератора, трансформатора и других устройств переменного тока,

Как показано выше, активная мощность . Следовательно, значение допустимой активной мощности при неизменной полной мощности уменьшается с уменьшением .

Активная мощность в цепях переменного тока преобразуется в тепло. В двигателях переменного тока большая часть активной мощности превращается в механическую мощность, остальная часть также преобразуется в тепло. Активная мощность изме­ряется в вольт-амперах ().

Реактивная мощность обусловлена наличием магнитных и электрических полей в электрических цепях.

Как уже указывалось, реактивная мощность характеризует интенсивность обмена энергией между источником, с одной стороны, и магнитными и электрическими полями — с другой.

Реактивная мощность изме­ряется в вольт-амперах реактив­ных () или киловольт-амперах реактивных ().

Гипотенуза треугольника мощностей представляет собой полную мощность :

или .

Она измеряется в вольт-ампе­рах ( ва) или киловольт-амперах (). Величина полной мощности равная произведению , определяет основные габариты (наибольшие размеры) генераторов и трансформаторов. В самом деле, величина тока определяет необходимое по условиям на­грева сечение проводов генераторов и трансформаторов, а число витков обмоток, их изоляция, а также размеры магнитопроводов пропорциональны величине напряжения .

Понятие реактивной мощности Q используется для расчета полной мощности установки, например, при определении мощности трансформатора, необходимого для промышленного предприятия. Различные приемники электроэнергии потребляют как активную, так и реактивную мощности. Полная мощность, на которую должен быть установлен трансформатор, определяется на основании суммы активных мощностей всех приемников и суммы их реактивных мощностей по формуле: