O que significa que a energia reativa seja entregue / consumida?

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O poder real faz sentido, pois existe consumo real, mas em relação ao poder reativo; o que é consumido / entregue? E como o circuito muda quando isso acontece?

Chris-Al
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Você parece estar citando algum documento. Talvez você possa fornecer um link para essa citação para que ela possa ser tomada no contexto. Além disso, por que haveria mudanças de circuito?
Andy aka
Esta é uma pergunta em geral. Estou encontrando muitas perguntas no formato: "A carga 1 absorve a potência média de 10kW e fornece 4kVAR de potência reativa". Estou confuso sobre o que significa que a energia reativa seja entregue ou absorvida entre a carga e a fonte. o que acontece quando isso acontece? como posso visualizá-lo.
Chris-Al

Respostas:

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Para responder à pergunta: A energia real é consumida por um circuito. A energia reativa é transferida entre o circuito e a fonte.

A potência real em W (P) é uma potência útil. Algo que podemos sair do circuito. Calor, luz, potência mecânica. Energia que é consumida em resistores ou motores.

Energia aparente em VA (S) é o que a fonte coloca em um circuito. O impacto total do circuito na fonte.

Portanto, o fator de potência é um tipo de eficiência pf = P / S para um circuito. Quanto mais próximo estiver de 1, melhor.

A energia reativa em VAR (Volt Amper Reactivo) (Q) é a energia que circula entre a fonte e a carga. Energia que é armazenada em capacitores ou indutores. Mas é necessário. Por exemplo, a potência reativa indutiva em motores elétricos forma os campos magnéticos para girar o motor. Sem ele, o motor não funcionaria, portanto, é perigoso considerar que é desperdiçado, mas é o que acontece.

Capacitores e indutores são reativos. Eles armazenam energia em seus campos (elétrico e magnético). Para 1/4 da forma de onda CA, a energia é consumida pelo dispositivo reativo à medida que o campo é formado. Mas no próximo trimestre da forma de onda, o campo elétrico ou magnético entra em colapso e a energia é devolvida à fonte. O mesmo para os dois últimos trimestres, mas com polaridade oposta.

Para vê-lo animado, consulte Circuitos CA em série . Mostra todos os circuitos da série 6 (R, L, C, RL, RC e RLC). Ligue a energia instantânea. Quando p é positivo, a fonte está fornecendo energia. Quando p é negativo, a energia está sendo enviada para a fonte.

Para um R, a energia é consumida. Para um L ou C, a energia flui entre a fonte e o dispositivo. Para uma RL ou RC, esses dois relacionamentos são combinados. O resistor consome e o dispositivo reativo armazena / envia energia para a fonte.

O verdadeiro benefício é quando um indutor e um capacitor estão no circuito. A potência reativa capacitiva principal é oposta em polaridade à potência reativa indutiva atrasada. O capacitor fornece energia ao indutor, diminuindo a potência reativa que a fonte precisa fornecer. A base para a correção do fator de potência.

Selecione RLC na referência. Observe que a tensão da fonte (hipotenusa) é formada a partir de e . É menor do que se formado a partir de eV R V L - V C V R V LVSVRVLVCVRVL

Se o capacitor fornecer toda a potência do indutor, a carga se torna resistiva e P = S ep = 1. O triângulo de potência desaparece. A corrente da fonte necessária é menor, o que significa que o cabeamento e a proteção do circuito podem ser menores. Dentro do motor, existe o triângulo de potência não corrigido, com corrente adicional proveniente do capacitor.

A referência mostra circuitos em série, mas qualquer C fornecerá energia a qualquer L no circuito CA, diminuindo a potência aparente que a fonte deve fornecer.


Editar... Correção do fator de potência

Vamos dar um exemplo. P = motor de 1kW a 0,707 pf com fonte de 120V.

Antes da correção do fator de potência: e (linha tracejada) como em I, o fica em 45 °. S 1 = 1,42 k V AQL=1kVARS1=1.42kVAΘ1=45°laggingVSI1=11.8A

Aumente o fator de potência para 0,95 atrasando adicionando capacitor em paralelo à carga.

Após a correção do fator: P e ainda existem. O capacitor adiciona . Isso diminui a fonte de energia reativa que deve ser fornecida, portanto, a energia reativa líquida é . e Uma economia de 25,8% na corrente. Tudo no triângulo de potência existe, exceto .QLQC=671VARQT=329VARS2=1.053kVAI2=8.8AS1

O capacitor fornece 671VAR da potência reativa principal à potência reativa atrasada do motor, diminuindo a potência reativa líquida para 329VAR. O capacitor atua como uma fonte para o indutor (bobinas do motor).

O campo elétrico do capacitor é carregado. À medida que o campo elétrico descarrega, o campo magnético das bobinas se forma. À medida que os campos magnéticos colapsam, o capacitor é carregado. Repetir. A energia está indo e voltando entre o capacitor e o indutor.

Ideal é quando . Triângulo de poder desaparece. eQL=QCS2=P=1kVAI2=8.33A

StainlessSteelRat
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Bem. Portanto, a capacitância fornece VAR líder, enquanto o indutor fornece VAR atrasado. O VAR líder ABSORVA qualquer VAR atrasado. Então, dizemos que a indutância FORNECE a energia reativa, enquanto a capacitância ABSORVA a energia reativa. Então, VAR ou potência reativa é outro nome para corrente atrasada (em oposição a corrente retardada OU líder)?
11555 Chris-Al
Melhor dizer Q (que VAR) como em (Q_L e Q_C). É o contrário. O capacitor fornece energia reativa principal ao Indutor, que precisa de energia reativa atrasada. Um indutor tem um ângulo de fase atrasado. Eu sou V_S. Um capacitor possui um ângulo de fase inicial. Eu lidero V_S. Para um circuito com C&L. O capacitor atua como fonte de alimentação para o indutor que a fonte de energia reativa decrescente deve fornecer.
StainlessSteelRat
Faz muito mais sentido agora. A energia reativa é uma medida da corrente que conduz a tensão (fonte). Um capacitor fornece Q, enquanto um indutor absorve Q (induz corrente atrasada). Potência reativa zero quando as fases se cancelam completamente, resultando em um fator de potência unitário, o que significa que a fonte só precisa fornecer energia (ativa) para resistência.
Chris-Al
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Se você aplicou uma fonte de tensão CA a uma carga que compreendia apenas capacitância ou indutância, o ângulo de fase da corrente em relação à tensão é deslocado em 90 graus. Quando a tensão e a corrente são deslocadas 90 graus, não há energia real fornecida a essa carga. O que é entregue à carga é chamado de potência reativa.

Se a carga fosse um resistor, a corrente e a tensão seriam exatamente em fase (conforme a lei de ohms) e não haveria energia reativa fornecida - a energia fornecida será potência real e aquecerá o resistor.

Entre esses dois limites, é possível fornecer energia reativa e real. O cosseno do ângulo de fase da corrente em relação à tensão é chamado de fator de potência - você já deve ter ouvido falar disso; quando a fase é zero (carga resistiva) cos (zero) é 1. Quando a fase é 90 (carga reativa de impedância) cos (90) é zero.

insira a descrição da imagem aqui

A linha diagonal (vermelha) no desenho acima é VA, ou seja, os volt-ampères aplicados à carga - basicamente é a tensão RMS x corrente RMS. O VA é chamado de "potência aparente" e seria igual à potência real / verdadeira (verde) se a carga fosse totalmente resistiva.

Se a carga fosse puramente reativa, "potência aparente" = "potência reativa" (azul)

Observe que no diagrama acima, o ângulo entre a potência real e a reativa é sempre de 90 graus. Na sequência de comentários adicionais, o diagrama abaixo deve ajudar a esclarecer algumas coisas sobre a potência reativa: -

insira a descrição da imagem aqui

Existem quatro cenários: cargas resistivas, indutivas, capacitivas e mistas. A curva preta em todos os quatro é "poder", isto é, . Observe que, para o indutor e o capacitor, a potência tem um valor médio de zero.vi

Andy aka
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obrigado, embora eu esteja familiarizado com o exposto acima. O que me confunde é exatamente o que acontece com esse poder reativo. Corrija-me se estiver errado ... Portanto, os indutores e capacitores que resistem às mudanças de corrente e tensão causam a mudança de fase, e posso ver a energia reativa consumida como resultado disso. Fonte AC -> carga reativa -> mudança de fase -> Consumo (temporária) de potência reactiva
Chris-Al
Pessoalmente, não gosto do termo "potência reativa" porque a potência implica em watts, o que implica calor. Eu prefiro ver que é energia colocada em algo que pode ser liberado sem custo. Em uma carga puramente reativa, há uma transferência líquida de energia em um meio ciclo e essa energia é liberada de volta ao suprimento CA no segundo semestre. Não é diferente para indutores e capacitores em vários circuitos eletrônicos - matematicamente não há diferença, mas o pessoal do "poder" gosta de usar termos com os quais se sente feliz.
Andy aka
Veja este diagrama, por exemplo: physics.sjsu.edu/becker/physics51/images/… - mostra formas de onda de tensão, corrente e potência para resistores, indutores e capacitores. Você deve ser capaz de ver a natureza cíclica da energia entrando e depois se apresentando novamente.
Andy aka
@ Andy aka Concordo plenamente com o seu comentário sobre o uso do termo 'poder reativo'. Foi-me ensinado que o termo correto é 'VA reativo'.
Chu
Ou, eu acho, a maneira mais fácil de ver isso é que a potência reativa é o produto da tensão e corrente causadas pela impedância dos capacitores / indutores. De tal forma que está fornecendo (neg) ou absorvendo (pos). A energia associada a isso está contida no circuito, ie. sem perda de energia. sim?
Chris-Al
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A energia reativa não é consumida. A potência reativa é a conseqüência da reatância elétrica do circuito, ou seja, a diferença de fase entre a fonte e a carga. Toda a energia será entregue à carga ativa, mas como o circuito não está 100% ativo, será necessária uma potência reativa para "mover" a energia ativa através de um circuito reativo. Isso significa que você precisará de cabos maiores para mover toda essa energia (ativa + reativa).

Guille
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Tome esta explicação humorística. O poder ativo é como o dinheiro que você gasta em alimentos que você come. Tudo isso é feito diretamente para executar a função necessária, que é satisfazer a sua fome. O poder reativo é como o dinheiro que você gasta em um fogão, você não pode comê-lo, mas precisa dele para preparar sua comida. Você pode continuar usando o fogão, ele não está acabado, mas você ainda não pode comê-lo.

Em dispositivos como um transformador ou motor, é necessária energia reativa para configurar o campo magnético usado para a conversão de energia do secundário para o primário ou a conversão de energia da energia elétrica para a mecânica. Você não pode executar diretamente o trabalho com ele, mas é necessário que o trabalho seja realizado. Você também pode pensar nisso como combustível e óleo em um carro. O óleo não faz o carro funcionar, mas sem ele o motor não pode funcionar. Essa é uma analogia frouxa.

O problema em um sistema elétrico é que a energia reativa e a potência ativa são produzidas pelo gerador a partir da mesma entrada de energia. (Como em nossa analogia com fogão e comida, todo o dinheiro sai do seu bolso.) Portanto, queremos ter apenas a potência reativa mínima que nosso sistema absolutamente precisa e, em seguida, ter toda a energia restante produzida como energia ativa. Embora existam alguns casos em que a energia reativa é preferida

TEK1
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