Principiul de calcul al puterii active (P), reactive (Q) şi aparentă (S)

Am să vă prezint în cele ce urmează un articol despre: puterea activă (P), reactivă (Q) şi aparentă (S). De fapt în acest articol voi încerca să explic principiul de baza pentru calculul acestor puteri. După cum ştiţi curentul electric alternativ şi tensiunea alternativă, în cazul ideal trec prin valoarea “0″ simultan, dar practic nu e aşa. Bobinele şi condensatorii din circuit influenţează acest lucru aducând o întârziere între curent şi tensiune.
Dacă avem o sursa de tensiune V, un curent i si o sarcina pur rezistiva R, deci avem un circuit pur rezistiv.

Forma de undă a tensiunii si curentului in timp :

După cum se poate vedea forma de undă a curentului şi a tensiunii trece prin valoarea zero simultan, deci pentru un circuit pur rezistiv “φ” reprezintă defazajul dintre curent şi tensiune, în acest caz φ este 0° , deci cos φ = 1 şi sin φ = 0 . Deci factorul de putere este egal cu cosinusul unghiului de defazaj dintre tensiune si curent, putând varia în intervalul (0 , 1).

Forma de undă a puterii pentru un circuit pur rezistiva va fi:

Inlocuind sarcina rezistiva cu o sarcina inductiva vom avea un circuit pur inductiv:

Forma de undă a tensiunii şi curentului in timp va fi :

Forma de unda a curentului si a tensiunii trece prin valoarea zero defazat cu un unghi φ de 90° , deci cos φ = 0 şi sin φ = 1 .

Forma de unda a puterii pentru un circuit pur inductiv va fi:

Înlocuind sarcina inductivă cu o sarcină capacitivă vom avea un circuit pur capacitiv:

Forma de undă a tensiunii şi curentului în timp va fi :

Forma de undă a curentului şi a tensiunii trec prin valoarea zero defazat cu un unghi φ de 90° , deci cos φ = 0 şi sin φ = 1 .

Forma de undă a puterii pentru un circuit pur inductiv va fi:

În cazul în care avem o sarcina R-L

φ devine o variabila si atunci puterea creste invers proporţional cu sarcina rezistiva.

P – puterea activa sau putere reala [W- wati]
Q – puterea reactiva [VAR- volt amper reactiv]
S – puterea aparenta [VA- volt amper]
u – tensiunea [V-volti]
i- curentul [A-amperi]
φ- unghiul de defazaj dintre curent si tensiune.
Teorie:

Se consideră că tensiunea şi curentul sunt mărimi sinusoidale, descrise de expresiile:

Se defineşte ca fiind puterea instantanee, p(t), produsul valorilor instantanee ale tensiunii şi curentului:

Unitatea de măsură a puterii instantanee este watt [W].
Presupunând că mărimile sunt alternative sinusoidale, între valorile maxime şi efective există relaţiile:

Puterea instantanee se poate scrie sub forma:

în care se observă importanţa valorilor efective ale mărimilor alternative, pentru exprimarea puterii transmise în regim sinusoidal. Pe baza relaţiei de mai sus, se poate afirma că puterea instantanee este reprezentată de o componentă sinusoidală, de amplitudine

care oscilează cu o pulsaţie dublă faţă de pulsaţiile tensiunii şi curentului,

, în jurul unei valori medii egale cu

Se defineşte puterea activă sau puterea reală, P, ca fiind valoarea medie a puterii instantanee, pe o perioadă, sau pe un număr întreg de perioade:

Unitatea de măsură a puterii active este watt [W].

-defazajul dintre curent si tensiune.