Введение. 
Физическая величина – мощность

Мощностью называют физическую величину, равную в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления F" энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. Приборы, которыми измеряют мощность — ваттметры.

расход жидкость мощность погрешность.

Анализ методики выполнения измерений

Описание

Момщность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления F" энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Электримческая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования F" электрической энергии. При изучении сетей переменного тока, помимо мгновенной мощности, соответствующей общефизическому определению, вводятся также понятия C" активной мощности, равной среднему за период значению мгновенной, C" реактивной мощности, которая соответствует энергии, циркулирующей без диссипации от источника к потребителю и обратно, и C" полной мощности, вычисляемой как произведение действующих значений тока и напряжения без учёта сдвига фаз.

Мощностные характеристики нагрузки можно точно задать одним единственным параметром (активная мощность Вт) только для случая постоянного тока, так как в цепи постоянного тока существует единственный тип сопротивления — активное сопротивление.

Мощностные характеристики нагрузки для случая переменного тока невозможно точно задать одним единственным параметром, так как в цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления — активное и реактивное. Поэтому только два параметра: активная мощность и реактивная мощность точно характеризуют нагрузку.

Принцип действия активного и реактивного сопротивлений совершенно различный. Активное сопротивление — необратимо преобразует электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, световую и т. д.) — примеры: лампа накаливания, электронагреватель.

Реактивное сопротивление — попеременно накапливает энергию затем выдаёт её обратно в сеть — примеры: конденсатор, катушка индуктивности.

Активная мощность Единица измерения — %82″ ватт (W, Вт).

Среднее за период T значение мгновенной мощности называется активной мощностью и вычисляется по формуле:

(1.1).

В теории F" длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной мощностью.

Реактивная мощность Единица измерения — вольт-ампер реактивный (var, вар).

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз ц между ними:

(1.2).

(если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением:

(1.3).

Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.

Необходимо отметить, что величина sin ц для значений ц от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin ц для значений ц от 0 до ?90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой.

Q = UIsin ц (1.4).

реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например, C" асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через %80″ трансформатор, являются активно-индуктивными.

Полная мощность Единица полной электрической мощности -%80″ вольт-ампер (V· A, В· А).

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах связана с активной и реактивной мощностями соотношением:

(1.5).

где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q> 0, а при ёмкостной Q< 0).

Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети («провода, C» кабели, %82″ распределительные щиты, %80″ трансформаторы, «линии электропередачи), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому номинальная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.

Комплексная мощность Мощность, аналогично %81″ импедансу, можно записать в комплексном виде:

(1.6).

где — комплексное напряжение, — комплексный ток, — импеданс, * - оператор «комплексного сопряжения.

Неактивная мощность Неактивная мощность (пассивная мощность) — это мощность нелинейных искажений тока, равная корню квадратному из разности квадратов полной и активной мощностей в цепи переменного тока. В цепи с синусоидальным напряжением. Реактивная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов реактивной мощности и мощностей высших гармоник тока. При отсутствии высших гармоник неактивная мощность равна модулю реактивной мощности.

Под мощностью гармоники тока понимается произведение действующего значения силы тока данной гармоники на действующее значение напряжения.

Наличие нелинейных искажений тока в цепи означает нарушение пропорциональности между мгновенными значениями напряжения и силы тока, вызванное нелинейностью нагрузки, например когда нагрузка имеет реактивный или импульсный характер. При линейной нагрузке сила тока в цепи пропорциональна мгновенному напряжению, вся потребляемая мощность является активной. При нелинейной нагрузке увеличивается кажущаяся (полная) мощность в цепи за счёт мощности нелинейных искажений тока, которая не принимает участия в совершении работы. Мощность нелинейных искажений не является активной и включает в себя как реактивную мощность, так и мощность прочих искажений тока. Данная физическая величина имеет размерность мощности, поэтому в качестве единицы измерения неактивной мощности можно использовать В•А (вольт-ампер) или вар (вольт-ампер реактивный). Вт (ватт) использовать нежелательно, чтобы неактивную мощность не спутали с активной.

Мгновенная электрическая мощность.

Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.