Puterile in curent alternativ

1.Puterea activa

Puterea medie (in timp) transferata unei portiuni de circuit se numeste putere activa:

p=U_mI_m [cos(φ)-cos(2ωt-φ) ]/2
P=UIcos φ (3)

Ecuatia unitatii de masura este:

(p) = (u)(I)(cos φ) = V• A•l = W (watt)

Pentru un circuit serie, puterea activa (relatia 3) se poate scrie sub forma:

P =UIcosφ=URI =Rl²

adica puterea activa coincide cu puterea disipata prin efect Joule pe rezistor.

Pentru un circuit paralel, se obtine:

P =UIcosφ=UI_R =RnU_L

adica, si in acest caz, puterea activa coincide cu puterea disipata prin efect Joule pe rezistor.

2.Puterea reactiva

Puterea reactiva

Puterea reactiva prin definitie este produsul dintre valoarile efective ale tensiunii si intensitatii si sinusul unghiului de defazaj dintre tensiunea instantanee de la bornele circuitului si intensitatea instantanee a curentului din circuit.

P_R = U·I·sinφ   (VAR) sau (\AR)   1)

P_R = (1/2)U_m·I_m·sinφ

Puterea reactiva este o marime legata de energia care se acumuleaza in elementele reactive ale circuitului L, C. In bobina de inductanta L se acumuleaza energia reactiva sub forma de energie a campului magnetic, iar in condensator sub forma de energie a campului electric. Spre deosebire de puterea activa care se pierde sub forma de caldura, puterea reactiva se conserva sub forma de energie a campului magnetic sau electric, asociate bobinei de inductanta L, respectiv condensatorului de capacitate C si aceasta putere reactiva poate fi cedata integral generatorului in alte momente de timp fata de cele in care s-a acumulat.

Puterea reactiva este puterea oscilanta intre generator si sarcina sau receptor (circuitul alimentat) a puterii totale asociate generatorului.

In functie de unghiul de defazaj exista urmatoarele situatii:

- φ = 0, este cazul unui circuit format numai din rezistor sau la rezonanta cand X_L = X_C, P_R = 0 . Puterea activa este maxima.

- φ = π/2, circuitul este format numai din bobina ideala. Puterea reactiva este maxima inmagazinata in campul magnetic, iar puterea activa este nula.

- φ = - π/2,circuitul este format numai din condensator. Puterea reactiva este maxima inmagazinata in campul electric, iar puterea activa este nula.

3.Puterea aparenta

Se numeste putere putere aparenta sau totala produsul dintre valoarea efectiva a tensiunii dela bornele circuitului si intensitatea efectiva a curentului stabilit in circuit.
P_a = U·I    (VA) sau (\A)   2)
P_a = (1/2)U_m·I_m
Defazajul joaca un rol important in regimul energetic al circuitului. Puterea cea mai importanta este puterea activa deoarece numai aceasta putere poate fi transformata in alte forme: caldura,energie mecanica sau de radiatie (propagarea campului electromagnetic)
Din expresia puterii active
P = U·I·cosφ
rezulta marimea cosφ care dicteaza valoarea puterii active, cosφ se numestefactor de putere In toate instalatiile energetice (generator-consumator) se urmareste ca factorul de putere sa fie cat mai mare, cat mai aproape de unitate, in asa fel incat sa se utilizeze la maxim capacitatea generatorului, iar pierderile de putere in circuit sa fie minime.

Se poate stabili o legatura intre cele trei puteri:

P = U·I·cosφ
P_R = U·I·sinφ
P_a = U·I
P = P_a·cosφ
P_R = P_a·sinφ
P_a = √P² + P_R²
Intr-un circuit electric dat puterea aparenta este egala cu suma patratelor dintre puterea activa si reactiva.