آشنایی با انواع توان در جریان متناوب


توان الکتریکی
قابل ذکر است که واحد زمان، ثانیه بوده و واحد کار، ژول می باشد و یک ژول بر ثانیه را وات می گویند که واحد توان است. هر هزار وات را یک کیلو وات و هر یک میلیون وات را یک مگاوات در نظر می گیرند. از حاصل ضرب عددی بردار ولتاژ و جریان در لحظه می توان توان الکتریکی را به دست آورد. توان الکتریکی در جریان متناوب AC در چند مفهوم مختلف بررسی می شود که این مفاهیم عبارتند از توان لحظه ای، توان موثر، توان ظاهری و توان غیر موثر. در ادامه تک تک این موارد به طور اختصاصی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.


توان لحظه ای
توان لحظه ای

توان لحظه ای از حاصل ضرب لحظه ای جریان و ولتاژ به دست می آید و آن را با P(t) نمایش می دهند. در صورتی که جریان لحظه ای را با حرف i و ولتاژ لحظه ای را با حرف V نشان دهیم آنگاه توان لحظه ای به صورت P(t)= v.i نشان داده خواهد شد.


توان موثر (توان حقیقی، اکتیو، واته)
در مدارهای الکتریکی کار موثر توسط این توان انجام می شود. در واقع تبدیل انرژی الکتریکی به سایر انرژی ها توسط توان الکتریکی قابل توجیه می باشد. ضمن اینکه در مقاومت های اهمی توان مذکور به صورت انرژی حرارتی ظاهر خواهد شد.


توان غیرموثر (توان راکتیو، دواته و غیرمفید)
در عناصر غیرفعال مانند مقاومت های سلفی و خازنی، توان غیر موثری ظاهر می شود که نمی توان آن را به کار مفید تبدیل نمود. این توان به صورت موج سینوسی بین شبکه و مصرف کننده در حال رفت و برگشت خواهد بود و کاری را انجام نمی دهد. هنگام بهره گیری از خواص سلفی و خازنی برای ایجاد میدان های مغناطیسی و الکتریکی در شبکه های الکتریکی توان موثر به طور ناخواسته در شبکه ظاهر می شود. این موضوع باعث می شود که مولدها نتوانند در جریان نامی توان مفید کامل را به شبکه تحویل دهند. واحد توان غیر موثر در واحد SI ولت آمپر راکتیو است که با نماد V.A.R نمایش داده می شود.


توان ظاهری
توان ظاهری از حاصل ضرب ولتاژ و جریان موثر به دست می آید و ان را با علامت اختصاری Ps یا S نمایش می دهند. در سیستم SI واحد توان ظاهری ولت آمپر (V.A) می باشد.


توانایی شناخت مدارهای سه فاز

آشنایی با اصول کار مولد سه فاز

نام دیگر مولدهای جریان متناوب ژنراتور یا آلترناتور می باشد. مولدهای الکتریکی کار تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی را انجام می دهند.


ساختمان مولدهای جریان متناوب

مولدهای جریان متناوب به طور کلی مولدهای جریان از دو قسمت عمده تشکیل شده اند:

1- القا کننده (قطب ها) 2- القا شونده (کلاف ها)

در مولدها یا القاکننده ثابت و القا شونده متحرک و یا القاکننده متحرک و القا شونده ثابت می باشد. قسسمت ثابت مولد را اصطلاحا استاتور و قسمت متحرک آن را روتور می نامند. در مولدهای جریان متناوب که دارای قدرت کمی هستند القا کننده ثابت بوده و القاشونده متحرک می باشد. اما در آلترناتورهایی که قدرت زیادی دارند القاشونده ثابت بوده و القا کننده متحرک می باشد.


آشنایی با انواع توان در مدارهای سه فاز متعادل
واحد توان موثر یا اکتیو در سیستم SI وات بوده و با حرف W نمایش داده می شود. در مدارهای الکتریکی سه فازه توان موثر از رابط زیر به دست می آید:


@image


Pe: توان اکتیو سه فاز بر حسب وات

VL: ولتاژ خط بر حسب ولت

IL: جریان جذب شده از شبکه یا جریان خط بر حسب آمپر

CosØ: ضریب قدرت

Ø: اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان یا اختلاف فاز بین توان حقیقی و توان ظاهری

توان غیر موثر (توان راکتیو، واته و غیرمفید)

واحد توان غیرموثر در واحد SI ولت آمپر راکتیو بوده و با نماد VAR نمایش داده می شود.


@image


توان ظاهری

توان ظاهری از حاصل ضرب ولتاژ و جریان موثر به دست می آید و آن را با علامت اختصاری Ps یا S نمایش می دهند. همچنین واحد توان ظاهری در سیستم SI ولت آمپر VA است.


@image


مقاله مرتبط


اصول کار موتورهای الکتریکی

در ژنراتور ها انرژی مکانیکی آرمیچر را می چرخاند و گردش آرمیچر توان الکتریکی تولید می کند. ولی در موتورها قدرت الکتریکی، ارمیچر را وادار به گردش می کند. بنابراین ژنراتورها انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند ولی موتورها انرژی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل می کنند. دو دانشمند قرن نوزدهم هنریخ لنز از المان و سرجان آمپر و فلمینگ از انگلستان که سال ها در مورد موتورهای جریان مستقیم تحقیق کرده اند مطالبی را کشف کرده اند که بیان این مطالب درک اصول اساسی موتورها را تسهیل می بخشد.

موتورهای الکتریکی AC

به دلیل اینکه مقدار زیادی از قدرت الکتریکی تولید شده به صورت متناوب است اکثر موتورها به شکلی طراحی می شوند که به جریان متناوب کار کنند.

موتورهای القایی دوفاز

موتورهای القایی برای کار کردن به صورت موتورهای دوفاز و سه فاز طراحی شده اند اما در تمام موارد، جریان متناوب اعمال شده به استاتور یک میدان گردان تولید می کند تا روتور را به همراه خود بکشد.

راندمان الکتروموتور

راندمان الکتروموتور را می توان به صورت ضریبی از توان خروجی مکانیکی به توان ورودی الکتریکی تعریف نمود. راندمان در اصل در رابطه با تبدیل انرژی الکتریکی ورودی به انرژی مکانیکی خروجی به کار می رود.