Električna snaga: razlika između inačica

Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Otvorio Električna snaga
 
Nadopunio Električna snaga
Redak 1:
[[datoteka:Pylon ds.jpg|mini|desno|200px|Dalekovodni [[stup]]ovi predviđeni za nošenje i zatezanje [[dalekovod]]a.]]
 
[[datoteka:Rotterdam Ahoy Europort 2011 (14).JPG|desno|300px250px|mini|Presjek kroz [[Indukcijski motor|indukcijski ili asinkroni elektromotor]].]]
 
[[datoteka:Gluehlampe 01 KMJ.jpg|250px|mini|desno|[[Električna žarulja]].]]
 
[[datoteka:Toaster-quartz element.JPG|mini|desno|250px|Primjer [[peć]]i s [[električni otpor|električnim otporom]].]]
 
[[datoteka:DiagramaPotenciasWPde.jpg|mini|desno|250px|Ako se grafički s pomoću dužina prikažu djelatna snaga ''P = UIcos φ'' i ''S = UI'', te veličine zatvaraju kut ''φ'', pa se dužinom ''Q = UIsin φ'' može sastaviti pravokutan trokut u kojem je jalova snaga veličina okomita na djelatnu snagu.]]
 
'''Električna snaga''' (oznaka ''P'') je [[brzina]] promjene [[električna energija|električne energije]] ''W'' s [[Vrijeme (fizika)|vremenom]] ''t''. Ako je tok [[energija|energije]] stalan, električna se snaga može iskazati količnikom:
Line 39 ⟶ 45:
 
Ako je fazni pomak ''φ'' = 90°, onda je snaga izmjenične struje jednaka nuli. Ta snaga koja ne vrši nikakav rad zove se '''jalova snaga'''. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
 
=== Nazivna snaga ===
'''Nazivna snaga''' je [[snaga]] za koju je električni uređaj konstruiran (dimenzioniran) kako bi uz nju trajno radio (nazivno stalno opterećenje). '''Kratkotrajno preopterećenje''' je vrijeme u kojem [[uređaj]] može biti podvrgnut [[Opterećenje|opterećenju]] višemu od nazivnoga bez opasnosti od oštećenja. Kod [[poluvodič]]kih elektroničkih elemenata i sklopova ([[dioda]], [[tranzistor]], [[pojačalo]], pretvornik; [[integrirani sklop]]), je statička i dinamička opteretivost, što odgovara snazi, ovisna o mikroenergijskome rasporedu.
 
Pri izmjeničnoj električnoj struji električna je snaga promjenljiva, a njezina trenutačna vrijednost jednaka je umnošku trenutačnih vrijednosti električnog napona i struje. Za sinusne je struje snaga:
 
:<math> P = U \cdot I \cdot \cos\phi </math>
 
gdje su: ''U'' i ''I'' [[Efektivna vrijednost električnog napona i struje|efektivne vrijednosti napona i struje]], a ''φ'' [[kut]] faznoga pomaka, pa je ''cos φ'' faktor snage, koji ovisi o vrsti trošila priključenoga na izvor napona.
 
Na grafičkom prikazu [[sinus]]ne izmjenične struje, umnoškom vrijednosti sinusoide napona i sinusoide struje dobije se krivulja trenutačnih vrijednosti snage. Vrijednosti električne snage mjenjaju se dvostruko brže od [[frekvencija|frekvencije]] izmjenične struje. Ovisno o kutu faznoga pomaka ''φ'', razlikovat će se položaj krivulje trenutačnih vrijednosti snage prema vremenskoj [[os]]i [[Koordinatni sustav|koordinatnoga sustava]]. Tri su svojstvena položaja: za omski [[otpornik]] ''φ'' = 0, za idealnu [[električna zavojnica|električnu zavojnicu]] ''φ'' = 90° te za stvarno [[trošilo]], na primjer [[električni motor]], 0 < ''φ'' < 90°. Krivulja snage za kut faznog pomaka ''φ'' = 0 ima samo pozitivne ordinate, a za ''φ'' ≠ 0 ima i pozitivne i negativne ordinate. Posebno, krivulja snage čisto jalovog trošila ([[Električni induktivitet|induktivnoga]]: ''φ'' = 90°, ili [[Električni kapacitet|kapacitivnoga]]: ''φ'' = – 90°) simetrična je s obzirom na vodoravnu os koordinatnog sustava, što znači da joj je negativna polovica jednaka pozitivnoj.
 
Površina što je zatvara krivulja snage s vremenskom osi predstavlja električnu energiju, jer je to umnožak snage i vremena. Za kut faznog pomaka ''φ'' = 0 sva je energija pozitivna, što znači da se u toplinskom trošilu ([[otpornik]]u) sva energija iz izvora pretvara u [[toplina|toplinu]]. Za ''φ'' = 90° energija je u jednoj polovici perioda toliko pozitivna koliko je u drugoj negativna, pa je ukupna utrošena energija jednaka nuli, uz cos 90° = 0 slijedi ''P = UIcos φ'' = 0. Sinusna struja, koja je prema naponu vremenski pomaknuta za jednu četvrtinu perioda ''T'', što odgovara faznomu kutu od 90°, naziva se jalovom strujom, jer ne obavlja koristan rad. Ako je 0 < ''φ'' < 90°, tada je dio energije predan trošilu veći nego dio što se vraća u izvor, to jest energija u trošilu pretvorena je u neki koristan rad. Srednja se snaga, a time i dio energije pretvoren u rad, smanjuje ako se fazni pomak povećava.
 
=== Djelatna snaga ===
'''Djelatna snaga''' ili '''aktivna snaga''' je [[snaga]] o kojoj ovisi rad trošila. Dana je izrazom:
 
:<math> P = U \cdot I \cdot \cos\phi </math>
 
Umnožak električnog napona i struje kojim je iskazana ukupna energijska moć izvora za obavljanje rada postaje pokaznikom energije tek kada se pomnoži faktorom snage ''cos φ''.
 
=== Prividna snaga ===
'''Prividna snaga''' je umnožak [[Efektivna vrijednost električnog napona i struje|efektivnih vrijednosti električnog napona i električne struje]] i određena je izrazom:
 
:<math> S = U \cdot I </math>
 
i obično se mjeri jedinicom [[volt]][[amper]] (VA = [[vat|W]]).
 
=== Jalova snaga ===
'''Jalova snaga''' ili '''reaktivna snaga''' je snaga koja ne sudjeluje u korisnom radu trošila, a potrebna je u [[Elektroenergetski sustav|elektroenergetskoj mreži]] za postizanje promjenljivoga [[magnetsko polje|magnetskog polja]] koje u svojem radu koriste [[električni strojevi]] izmjenične struje ([[električni motor]]i, [[transformator]]i i [[Električna zavojnica|prigušnice]]). Određena je izrazom:
 
:<math> Q = U \cdot I \cdot \sin\phi </math>
 
a mjeri se iznimno dopuštenom jedinicom [[var]] (var = W). Budući da kod prijenosa električne energije jalovi dio opterećuje mrežu, treba ga održavati na najnižim mogućim vrijednostima. U uređajima za kompenzaciju jalove snage, najčešće energetskim kondenzatorima, koristi se pojava međusobnog poništavanja induktivne i kapacitivne jalove snage. Ako se grafički s pomoću dužina prikažu djelatna snaga ''P = UIcos φ'' i ''S = UI'', te veličine zatvaraju kut ''φ'', pa se dužinom ''Q = UIsin φ'' može sastaviti pravokutan trokut u kojem je jalova snaga veličina okomita na djelatnu snagu.
 
== Snaga višefaznih sustava ==
{{Glavni|Višefazni sustav}}
 
Snaga višefaznih sustava jednaka je zbroju snaga pojedinih faza. Za simetrično opterećeni trofazni sustav sve su tri snage jednake, pa je djelatna snaga, izražena faznim ''f'', odnosno linijskim ''l'' naponima i strujama, određena izrazom:
 
:<math> P = 3 \cdot U_f \cdot I_f \cdot \cos\phi = \sqrt{3} \cdot U_l \cdot I_l \cdot \cos\phi </math>
 
Na jednak se način mogu odrediti prividna i jalova snaga takva sustava.
 
== Izvori ==