Výkon ve složených obvodech střídavého proudu

víme:
pokud součástí obvodu střídavého proudu jsou prvky s L nebo C - potom vzniká fázový posun napětí a proudu, který ovlivňuje výkon střídavého proudu

A) ČINNÝ VÝKON

Čím menší je fázový rozdíl mezi napětím a proudem v obvodu, tím větší je užitečný neboli činný výkon střídavého proudu.

Činný výkon odpovídá té části elektrické energie dodané zdrojem, která se za jednotku času mění v teplo nebo v užitečnou práci (např. v elektromotoru).

Pro činný výkon P platí vztah

P = U . I . cosφ

U, I .... efektivní hodnoty napětí a proudu

cosφ ... účiník
(určuje účinnost přenosu energie ze zdroje střídavého proudu do spotřebiče)
nabývá hodnot od 0 do 1

  • Jedná se vlastně o skutečné množství elektrické energie, které se z napájecí sítě dodává spotřebiči
  • Někdy se nazývá příkon

Vliv fázového rozdílu φ na výkon střídavého proudu s využitím grafů:

činný výkon je úměrný rozdílu obsahů ploch omezených kladnými a zápornými hodnotami 
okamžitého výkonu p = u.i

a) φ = π/4 ... P = U.I.cosφ
b) φ = π/2 ............. P = 0

B) ZDÁNLIVÝ VÝKON

Zdánlivý výkon          PS = U.I   
  • U,I ... efektivní hodnoty napětí a proudu
  • jednotka: voltampér (V.A)
  • představuje výkon, který musíme ke spotřebiči dopravit
  • zdánlivý proto, že není skutečný (bez započítaných ztrát)
  • jedná se vlastně o největší možný výkon, dosažitelný při nulovém fázovém posuvu (tzn. jednotkovém účiníku)
  • navrhuje se podle něj elektrické vedení

C) JALOVÝ VÝKON

Jalový výkon          PQ = U.I.sinφ
  • U,I ... efektivní hodnoty napětí a proudu
  • jednotka: voltampér reaktanční (V.Ar) - odlišení od zdánlivého výkonu, vzpomeň na zavedení reaktance
  • jedná se o část výkonu, která se obvodem přelévá tam a zpět (ze zdroje na spotřebič a naopak)
  • je způsoben opakovanou vzájemnou přeměnou elektrické energie kondenzátoru (popř. energie magnetického pole cívky)

D) VZTAH MEZI ČINNÝM, ZDÁNLIVÝM A JALOVÝM VÝKONEM

PS2 = P2 + PQ2

Úloha:
Na štítku elektromotoru na střídavý proud jsou údaje: 230 V, 5 A, cosφ = 0,8.
  • Jaký je činný výkon motoru (příkon)?
  • Jaký je zdánlivý výkon?
  • Jaký je jalový výkon střídavého proudu při zapojení elektromotoru do obvodu?
(920 W, 1150 VA, 690 VAr)