Активная, реактивная и полная и мощность переменного тока. Сдвиг фазМощность постоянного тока, равна произведению напряжения на силу тока. Но при постоянном токе направления тока и напряжения всегда совпадают. При переменном совпадение направлений тока и напряжения имеет место только в случае отсутствия в электрической цепи емкостей и индуктивностей.
Для этого, скажем так, почти идеального случая, формула мощности будет такой же как и в случае с постоянным током  На рисунке ниже нарисована кривая изменения мгновенных значений мощности для данного случая ( т.е направление тока и напряжения одинаковые). Таким образом, фазы тока и напряжения совпадают. 
Если в цепи переменного тока стоит конденсатор или катушки индуктивности, фазы тока и напряжения совпадать не будут. Предположим, что в начальный момент радиусы-векторы тока и напряжения имеют различные направления. Так как оба вектора вращаются с постоянной скоростью, то угол между ними будет одинаковым во все время их вращения. На рисунке ниже изображен случай отставания вектора тока Im от вектора напряжения Um на угол в 45°. 
Как будут меняться при этом ток и напряжение. Из рисунка видно, что когда напряжение проходит через точку нуля, ток имеет отрицательное значение. когда напряжение достигает своего максимального значения и начинает уже убывать, а ток хоть и становится положительным, но еще не набирает максимального уровня и продолжает увеличиваться. Напряжение меняет свое направление, а ток все еще идет в прежнем и т. д. Фаза тока все время отстает от фазы напряжения, т.е между ними имеется существует постоянный сдвиг, который получил название сдвиг фаз. Вследствие отставания фазы тока от фазы напряжения их направления в некоторые моменты не будут одинаковыми. В эти моменты мощность тока будет отрицательной. Это означает, что внешняя цепь в эти самые моменты становится источником электрической энергии и даже возвращает обратно некоторое количество энергии. Чем сильне сдвиг фаз, тем длинее периоды, в течение которых мощность отрицательная, тем ниже будет средняя мощность переменного тока. При сдвиге фаз в 90° мощность в течение первой четверти периода будет положительной, а в течение второй четверти периода — отрицательной. поэтому, средняя мощность переменного тока будет равна нулю, и ток не будет совершать никакой работы 
Как же рассчитать мощность переменного тока, когда направления радиусов-векторов тока и напряжения не совпадают? Предположим, что мы тянем тележку с грузом, по рельсам. Но мы тянем ее не вдоль рельсов, а под определенным углом к ним. Угол между направлением движения и направлением наших усилий обозначим буквой φ (фи). Если мы знаем сколько полезной силы, потратили протащив определенный путь, то достаточно легко можно посчитать и работу A=Fпол×S
Теперь вернемся к нашим ба.., радиусам-векторам тока и напряжения. И применим этот же способ. Мощность переменного тока при разности фаз φ = 0° равняется половине произведения вектора напряжения Um и вектора тока Im.
В случае, если мощность переменного тока, при разности фаз φ≠ 0 , будет равна половине произведения вектора напряжения Um и проекции вектора тока Im, проектируемого на вектор напряжения. Как нетрудно заметить, величина проекции зависит, от длины проектируемого вектора и от угла между ним и направлением, на которое он проектируется. 
Если обозначить этот угол буквой φ, то длина проекции определяется длиной проектируемого вектора, умноженного на некоторый коэффициент, характеризующий этот угол, называемый косинусом угла (cos φ). Значения косинусов различных углов даны в таблице. 
Тоесть, проекция радиуса-вектора равна длине радиуса-вектора, умноженной на cos φ. 
Мгновенной мощностью p(t) принято считать произведение приложенного к цепи мгновенного значения тока i(t) на мгновенное напряжения u(t). p(t)=u(t)×i(t)=Um×Im×sin(wt)×sin(wt+φ )
График мгновенной мощности для этого случая показан на рисунке чуть ниже: 
График - А
На рисунке мощность изображена заштрихованной областью. Знак мощности зависит толька от сдвига фаз между напряжением и током. Т.к в идеальном случае в цепи имеются только активные сопротивления, сдвиг фаз отсутствует, поэтому мощность со знаком поюс. Рассмотрим другой график, имеющий реактивную состовляющую. 
График - В
На этои рисунке хороши видны области p(t) с минусовым знаком. Такой график соответствует схеме, в которой имется конденсатор или индуктивность, причем положительные участки - это мощность, которая ушла в цепь и рассеялась на сопротивлении, либо запаслась емкости или индуктивности, а отрицательные участки - был возврат обратно источнику питания.
Активная мощность – это электротехническая величина, характеризующая процесс преобразования элетроэнергии в другой вид энергии. P=U×I×cosφ
Q=x×I2
Реактивная мощность – это величина, характеризующая нагрузки создаваемые различными колебаниями электромагнитных полей, которые встречаются цепях с конденсаторами и индуктивностями. А по своей сути это энергия, которая переходит от источника питания к потребителю (нагрузке), а затем возвращается обратно этими реактивными компонентами в течении одного полупериода.
S=U×I
Полная мощность — электротехническая величина, равная произведению действующих значений периодического напряжения U и электрического тока I в цепи переменного тока на её зажимах.
|
    |
