Moc bierna - Polski Serwis Naukowy

Moc chwilowa i jej składowe: czynna i bierna podczas cyklu zmian napięcia

przesunięcie fazowe pomiędzy przyłożonym napięciem a pobieranym prądem

Moc bierna w obwodach prądu zmiennego jest wielkością opisującą pulsowanie energii elektrycznej między elementami obwodu elektrycznego. Ta oscylująca energia nie jest zamieniana na użyteczną pracę lub ciepło, niemniej jest ona konieczna do funkcjonowania urządzeń elektrycznych (np. transformatorów, silników). Energia jest pobierana ze źródła w części okresu przebiegu zmiennego, magazynowana przez odbiornik (w postaci energii pola elektrycznego lub magnetycznego) i oddawana do źródła w innej części okresu, kiedy pole elektryczne lub magnetyczne w odbiorniku zanika.

Prąd przemienny (ang. alternating current, AC) – charakterystyczny przypadek prądu elektrycznego okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, okresowy sposób, z określoną częstotliwością. Wartości chwilowe natężenia prądu przemiennego przyjmują naprzemiennie wartości dodatnie i ujemne (stąd nazwa przemienny). Najczęściej pożądanym jest, aby wartość średnia całookresowa (tzn. składowa stała) wynosiła zero.

Przesunięcie fazowe jest to różnica pomiędzy wartościami fazy dwóch okresowych ruchów drgających (np. fali lub dowolnego innego okresowego przebiegu czasowego). Ponieważ faza fali zazwyczaj podawana jest w radianach lub w stopniach kątowych również i przesunięcie fazowe wyrażone jest w tych samych jednostkach. W niektórych przypadkach przesunięcie fazowe może być wyrażone również w jednostkach czasu lub częściach okresu.

Dla przebiegów sinusoidalnie zmiennych moc bierna jest definiowana jako iloczyn wartości skutecznych napięcia i prądu, oraz sinusa kąta przesunięcia fazowego między napięciem a prądem:

$Q = {U\cdot I}\cdot \sin\phi = X\cdot I^2$

gdzie:

$U\,$ , $I\,$ – wartości skuteczne napięcia i prądu

$\ \phi$ - przesunięcie fazowe pomiędzy napięciem i prądem

$X\,$ - reaktancja

Wyróżnia się:

moc bierną indukcyjną

moc bierną pojemnościową

Jednostką mocy biernej (Q) jest war (ang. var - Volt Ampere Reactive) .

Moc czynna (P) w układach prądu przemiennego (również prądu zmiennego) jest to część mocy, którą odbiornik pobiera ze źródła i zamienia na pracę lub ciepło. W układach prądu stałego cała moc jest mocą czynną. Jednostką mocy czynnej jest wat.

Moc pozorna - (S, VA) wielkość fizyczna określana dla obwodów prądu przemiennego. Wyraża się ją jako iloczyn wartości skutecznych napięcia i natężenia prądu:

W elektroenergetyce najczęściej operuje się jednostką Mwar (ang. Mvar Mega Volt Ampere Reactive) równą 10 var.

Dla przebiegów niesinusoidalnych (odkształconych) istnieje kilka konkurujących ze sobą definicji mocy biernej. Żadna z nich nie jest przyjęta za obowiązującą przez całą międzynarodową społeczność elektryków i elektroników.

Występowanie mocy biernej powoduje zwiększenie natężenia prądu co zwiększa straty energii elektrycznej w urządzeniach wytwarzających i przesyłających energię elektryczną prądu przemiennego (generatorach, liniach przesyłowych i transformatorach).

Moc chwilowa prądu elektrycznego - energia elektryczna dostarczona do odbiornika, w krótkim czasie t, do tego czasu. Jest iloczynem wartości chwilowych napięcia i natężenia prądu:

Napięcie skuteczne jest to takie napięcie, które równe jest stałemu napięciu przyłożonemu do danego oporu, które powoduje wydzielanie się na tym oporze takiej samej energii.

Zobacz też

Kompensator synchroniczny

Kompensator mocy biernej

Prąd magnesujący

Przypisy

SI Zone. [dostęp 2009-07-31].