Kiến thức

Công suất điện xoay chiều – Wikipedia tiếng Việt

Công suất điện xoay chiều

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Bước tới điều hướng

Bước tới tìm kiếm

Công suất điện xoay chiều là phần

năng lượng

được chuyển qua mạch

điện xoay chiều

trong một

đơn vị

thời gian

.

Xem thêm: Các thông số cơ bản trong không khí xung quanh

Giới thiệu[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Công suất

được định nghĩa như là phần

năng lượng

được chuyển qua một bề mặt trong một

đơn vị

thời gian

. Đối với mạch

điện một chiều

, công suất, năng lượng mà mạch điện thực hiện chuyển đổi qua đường dây điện trong một đơn vị thời gian, được tính bằng

công thức

:

P=U×I{displaystyle P=Utimes I}

Với:

  • P

    công suất

  • U

    điện áp

  • I

    độ lớn dòng điện đi qua

    (cường độ dòng điện).

Trong mạch

điện xoay chiều

, các thành phần tích lũy năng lượng như

cuộn cảm

tụ điện

có thể tạo ra sự

lệch pha

của

dòng điện

so với

hiệu điện thế

. Có thể được biểu diễn về mặt

toán học

hiệu điện thế và dòng điện bằng

số phức

để thể hiện

pha

của các đại lượng này cho điện xoay chiều. Lúc này công suất cũng có thể biểu diễn qua số phức, kết quả của phép nhân hai số phức là hiệu điện thế và dòng điện.

Giá trị tuyệt đối

của công suất phứccông suất biểu kiến.

Phần thực

của công suất phức được gọi là công suất thực. Nó là công suất tính trung bình theo toàn chu kỳ của dòng điện xoay chiều, tạo ra sự chuyển giao thực năng lượng theo một hướng.

Phần ảo

của công suất phức được gọi là

công suất phản kháng

; do nó là công suất chuyển ngược về nguồn cung cấp năng lượng trong mỗi chu kỳ do sự tích lũy năng lượng trong các thành phần

cảm kháng

dung kháng

.

Xem thêm: Tác dụng của đèn hồng ngoại trong điều trị bệnh

Dòng năng lượng[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

PowerTriangle.png

Trong biểu đồ, P là công suất thực, Q là công suất phản kháng, độ dài của S là công suất biểu kiến.

Nhận thức được quan hệ giữa ba thành phần này là vấn đề cốt lõi của nhận thức chung về công nghệ điện xoay chiều. Quan hệ toán học giữa các thành phần này là một tổng vectơ và thông thường được biểu diễn dưới dạng số phức

S = P + iQ

Ở đây i

đơn vị số ảo

,

căn bậc hai

của -1.

Giả sử coi như ta có mạch

điện xoay chiều

bao gồm một nguồn và phụ tải tổng quát hóa, trong đó cả dòng điện và hiệu điện thế là có dạng hình sin. Nếu phụ tải là điện trở thuần túy hay hai sự phân cực theo hai chiều là cân bằng, thì chiều của dòng năng lượng không bị thay đổi và chỉ có công suất thực đi qua. Nếu phụ tải là

cảm kháng

hay

dung kháng

thuần túy thì hiệu điện thế và dòng điện lệch pha nhau đúng 90 độ (đối với dung kháng thì dòng điện

nhanh pha

hơn hiệu điện thế còn đối với cảm kháng thì dòng điện

chậm pha

hơn so với hiệu điện thế) và do vậy sẽ không có một năng lượng thực nào qua được. Nguồn năng lượng khi đó sẽ chỉ chuyển tới, chuyển lui và được biết như là công suất phản kháng. Nếu cảm kháng (đơn giản nhất là cuộn cảm) và dung kháng (đơn giản nhất là tụ điện) được mắc song song thì dòng điện sinh ra bởi cảm kháng và dung kháng là lệch pha nhau 180 độ và vì thế chúng một phần nào đó triệt tiêu lẫn nhau hơn là bổ sung cho nhau. Trong thực tế, phần lớn các phụ tải đều có cảm kháng hay dung kháng hoặc cả hai phần này vì thế cả công suất thực và công suất phản kháng đều phải được truyền tới phụ tải.

Xem thêm:

Hệ số công suất[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Tỷ số giữa công suất thực và công suất biểu kiến trong mạch gọi là

hệ số công suất

. Khi dòng xoay chiều có dạng hình sin lý tưởng, hệ số công suất là

côsin

của góc lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế của dòng xoay chiều. Do vậy trên thực tế người ta hay ghi hệ số công suất như là ” cos ϕ{displaystyle phi }” vì lý do này.

Hệ số công suất bằng 1 khi hiệu điện thế và cường độ dòng điện

cùng pha

, và bằng 0 khi dòng điện nhanh hoặc chậm pha so với hiệu điện thế 90 độ. Hệ số công suất phải nêu rõ là nhanh hay chậm pha.

Đối với hai hệ thống truyền tải điện với cùng công suất thực, hệ thống nào có hệ số công suất thấp hơn sẽ có dòng điện xoay chiều lớn hơn vì lý do năng lượng quay trả lại nguồn lớn hơn. Dòng điện lớn hơn trong các hệ thống thực tiễn có thể tạo ra nhiều thất thoát hơn và làm giảm hiệu quả truyền tải điện năng. Tương tự, đoạn mạch có hệ số công suất thấp hơn cũng sẽ có công suất biểu kiến cao hơn và nhiều thất thoát năng lượng hơn với cùng một công suất thực được truyền tải.

Đoạn mạch có dung kháng sinh ra công suất phản kháng với dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế một góc 90 độ, trong khi đó thì đoạn mạch có cảm kháng sinh ra công suất phản kháng với dòng điện chậm pha hơn hiệu điện thế một góc 90 độ. Kết quả của điều này là các thành phần cảm kháng và dung kháng có xu hướng triệt tiêu lẫn nhau. Theo quy ước, dung kháng được coi là sinh ra công suất phản kháng còn cảm kháng thì tiêu thụ công suất này (điều này có lẽ có nguyên nhân là trên thực tế phần lớn các phụ tải thực trong cuộc sống là có cảm kháng và do đó công suất phản kháng phải được cấp tới chúng từ những

tụ

bù hệ số công suất).

Trong

truyền tải điện năng

và phân phối chúng, có cố gắng đáng kể để kiểm soát công suất phản kháng. Điều này thông thường được thực hiện bởi việc tự động đóng/mở các cuộn cảm hay các tụ điện. Các nhà phân phối điện có thể sử dụng các

đồng hồ đo điện

để đo công suất phản kháng, nhằm hỗ trợ khách hàng tìm biện pháp nâng hệ số công suất lên hay xử phạt các khách hàng để hệ số công suất quá thấp (chủ yếu là các khách hàng lớn).

Công suất biểu kiến được sử dụng để mô tả việc cung ứng điện năng từ nguồn. Nó là tổng

vectơ

của công suất thực (năng lượng thực tế được truyền từ nguồn tới phụ tải) và công suất phản kháng (là năng lượng lưu thông giữa nguồn và các thành phần lưu trữ năng lượng là cảm kháng và dung kháng của phụ tải). Nó thông thường là điều được chú ý nhiều nhất trong truyền tải và phân phối điện năng.

|S|2 = P2 + Q2

Đơn vị công suất

oát

(W) nói chung được gắn với công suất thực tế tiêu hao. Công suất phản kháng được đo bằng

vôn

ampe

phản kháng (VAr) và công suất biểu kiến hay công suất phức hợp được đo bằng

vôn

ampe

(VA) hay các bội (ước) số của nó, chẳng hạn như

kVA

.

Tham khảo[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Lấy từ “

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Công_suất_điện_xoay_chiều&oldid=64952375

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button