كتب active and passive capacity
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
القدرة الفعالة وغير الفعالة (معلومة)
في الدوائر البسيطة للتيار المتردد والتي تتكون من مصدر وحمل خطي تكون موجة كل من الجهد والتيار موجة جيبيبة . وإذا كان الحمل عبارة عن مقاومات فقط فإن موجة الجهد تتناسب مع التيار تناسبا طرديا، وعندما يكون الجهد مساويا للصفر يصبح التيار أيضا مساويا للصفر تبعا لقانون أوم , ويتم التعبير عنها كالتالي :
وبذلك تكون القدرة الكهربية المتولدة من مرور تيار كهربي في حمل مكون من مقاومات هي قدرة فعالة فقط طبقا للمعادلة التالية :
ويتحول جزء من هذة القدرة إلى قدرة حرارية ويؤدي ذلك إلى سخونة المقاومات .
أما إذا كان حمل الدائرة الكهربائية يحتوي على مكثفات أو ملفات , فإن الفرق بين طور الجهد وطور التيار يصل إلى 90 درجة . ولدراسة القدرة في هذة الحالة يتم تقسيم الموجة، ففي نصف الموجة الأول يكون حاصل ضرب كل من التيار والجهد موجب، بينما يكون حاصل الضرب سالب في نصف الموجة الآخر . وبذلك يكون متوسط القدرة الفعالة بصفر، ولا يوجد تدفق صافي للقدرة في الدورة الواحدة . وتكون القدرة المنتقلة هي قدرة غير فعالة فقط .
في الحياة العملية تكون الأحمال عباره عن خليط من المقاومات والملفات والمكثفات ولذلك يتولد كل من القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة . ويتم تعريف القدرة الظاهرة بأنها حاصل ضرب كل من الجهد والتيار وتساوي كذلك الجذر التربيعي لمجموع مربعي القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة .
ويستخدم مهندس الكهرباء قيمة القدرة الظاهرة عند تصميم وتشغيل أي نظام كهربي . لأنه بالرغم من أن القدرة الغير الفعالة لا تؤثر تأثير مباشر على الحمل إلا انها تعمل على تسخين الموصلات وإهدار قدرا كبير من الطاقة على هيئة حرارة . ويتم استخدام هذة القيمة أيضا في تحديد سمك الموصل المطلوب لنقل التيار ( لأنه إذا تم استخدام سمك موصل غير مناسب على تيار كهربي كبير فسينصهر الموصل ) , وحجم كل من المحولات والمولدات المطلوبة في الشبكة، لضمان جودة واستمرارية الخدمة والحفاظ على الشبكة من الانهيار أو إنقطاع التيار الكهربي .
ويتم استخدام قيمة كل من القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة لتحديد معامل القدرة الخاص بالنظام، ويتم الحرص على أن تكون قيمة هذا المعامل أكبر ما يمكن حيث أنه كلما زاد معامل قدرة النظام يؤدى ذلك إلى زيادة القدرة الفعالة وخفض كل من القدرة غير الفعالة ومفاقيد الشبكة .
يتم استخدام المكثفات في الشبكة لتوليد قدرة غير فعالة للشبكة بينما يتم استخدام الملفات لإستهلاكها . وفي حالة المكثفات تكون موجة التيار الكهربي سابقة لموجة الجهد بزاوية 90 درجة . بينما في حالة الملفات تكون موجة التيار الكهربي متأخرة عن موجة الجهد بزاوية 90 درجة .
ويستخدم المهندسين هذة القيم لوصف تدفق الطاقة في النظام :
- القدرة الفعالة وتسمى أيضا بالقدرة الحقيقية ورمزها P وتقاس بالواط ( W ) .
- القدرة غير الفعالة ورمزها Q وتقاس بالفولت أمبير التفاعلي ( VAR ) .
- القدرة الكلية ورمزها S وتقاس بالفولت أمبير ( VA ) .
- القدرة الظاهرة ورمزها |S| وهي معيار لقيمة القدرة الكلية وتقاس بالفولت أمبير ( VA ) .
- φ وهي الزاوية بين التيار والجهد .
وبالرغم من أن القدرة الفعالة لا تنقل أي طاقة إلى الحمل إلا ان لها دور كبير في الشبكة الكهربائية ونقص قيمتها قد يؤدي إلى حدوث انقطاع للتيار الكهربي وهذا ما حدث في مشكله الطاقة في الولايات الشمالية للولايات المتحدة عام 2003 .
لفهم ما يحدث داخل الشبكة الكهربائية يجب فهم هذة القيم جيدا، والعلاقة التي تجمعهم هي :
S = P + jQ
حيث j هي الوحدة التخيلية .
