Электрическая мощность электроустановки определяет ее способность преобразовывать электрическую энергию в другие виды (механическую, тепловую и т.п.). Чем выше мощность, тем быстрее преобразовывается энергия, тем больше работы выполняется за один и тот же промежуток времени.
Для цепей постоянного напряжения мощность равна произведению потребляемого тока на питающее напряжение. При расчете и измерениях в цепях переменного напряжения надо учитывать, что ток течет не только через активные элементы, но и через реактивные (имеющие емкость или индуктивность). Например, распространенной индуктивной нагрузкой являются обмотки электродвигателей. В результате в цепи начинает потребляться реактивная мощность Q (измеряется в вольт-амперах реактивных, или ВАр), которая не тратится на выполнение полезной работы, возникает характерная разница фаз между током и напряжением. В итоге потребляемая нагрузкой мощность представляет собой сочетание активной мощности P, которая измеряется в ваттах (Вт), и реактивной мощности Q, измеряемой в вольт-амперах реактивных (ВАр). Общая же мощность называется полной, обозначается буквой S и измеряется в вольт-амперах (ВА). Перевести кВА в кВТ можно на специально разработанных онлайн-калькуляторах.
Все виды мощностей связаны между собой через коэффициент мощности (cos φ или λ), характеризующий наличие и величину реактивной нагрузки в сети. Для синусоидальных токов и напряжений значение коэффициента мощности можно принять равным косинусу угла сдвига фаз между током и напряжением. В общем случае коэффициент мощности равен соотношению P/S.
Реактивная составляющая не оплачивается потребителем, однако для ее передачи требуется увеличивать сечение проводников, а также учитывать при выборе механической мощности привода генератора. Можно провести аналогию с водой. Например, есть труба, по которой до потребителя доходит вода с песком. Полученную воду потребитель оплачивает, а песок — нет. Однако для поставки смеси надо использовать трубы большего диаметра, а насос должен иметь повышенную производительность. По этим причинам наличие реактивной нагрузки можно считать вредным явлением.
При отсутствии реактивности в сети cos φ=0, реактивный ток отсутствует, реактивная мощность нулевая (Q=0) и полная мощность равна активной. В этом случае вся мощность источника переходит в полезную работу (за исключением естественных электрических потерь). На практике такого почти никогда не бывает, и активная мощность всегда меньше полной. Даже если в сети нет электродвигателей, заметную реактивность индуктивного характера имеют, например, нагревательные элементы, включая бытовые нагреватели (системы для теплых полов и т.п.) и даже кабельные или воздушные линии электропередач. Нагрузка с преобладанием емкостной составляющей встречается намного реже.
Калькулятор перевода активной мощности в реактивную и обратно
Для практических расчетов можно пользоваться общеизвестными формулами, связывающими эти величины, но упростить вычисления можно с помощью онлайн-калькулятора, который может переводить известные значения активной мощности в реактивную или наоборот (значение реактивной составляющей редко требуется для практических целей). Использование калькулятора интуитивно понятно — надо внести в соответствующие поля значения cos φ и известной мощности. Коэффициент мощности в конкретной сети можно измерить с помощью специальных приборов. Если это сделать невозможно, для расчетов его значение можно выбрать равным 0,8 — такая цифра характерна для большинства бытовых и общепромышленных сетей. По нажатию кнопки «Рассчитать» калькулятор выдаст значение искомой величины.
