ELEKTŘINA A MAGNETISMUS
STŘÍDAVÝ PROUD
Výkon ve složených obvodech střídavého proudu
Činný, zdánlivý a jalový výkon v obvodech střídavého proudu.
Z minulých článků víme:
Pokud jsou součástí obvodu střídavého proudu prvky s L nebo C, vzniká fázový posun napětí a proudu, který ovlivňuje výkon střídavého proudu v obvodu.
Přičemž platí, čím menší je fázový rozdíl mezi napětím a proudem v obvodu, tím větší je užitečný neboli činný výkon střídavého proudu.
A) ČINNÝ VÝKON
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)
POZNÁMKY
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
PS = U.I
U,I ... efektivní hodnoty napětí a proudu
jednotka: voltampér (V.A)
Vlastnosti a popis:
- Představuje výkon, který musíme ke spotřebiči dopravit.
- Zdánlivý se nazývá proto, že není skutečný, je 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
PQ = U.I.sinφ
U,I ... efektivní hodnoty napětí a proudu
jednotka: voltampér reaktanční (V.Ar)
(odlišení od zdánlivého výkonu, vzpomeň na zavedení reaktance)
Vlastnosti a popis:
- 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
(bez důkazu)
PROCVIČOVACÍ 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)
VYSVĚTLUJÍCÍ ŘEŠENÁ ÚLOHA
Různé výkony spotřebiče (Sbírka řešených úloh z fyziky KDF MFF UK v Praze)
PODÍVEJ SE
Výkon střídavého proudu (Geogebra, Tomáš Nečas)