تفاوت توان اکتیو و راکتیو؟

تا به حال با خودتون فکر کردید که اگه یکی ازتون (به عنوان یه مهندس برق!)سوالات زیرو بپرسه، بهش چی جواب میدین؟

1-توان اکتیو و راکتیو چی اند؟

2-تفاوت این دو تا توان در چیه؟

3-ایا هر دو تاشون برامون مفیدند؟و ما هزینه ای رو که می پردازیم، بابت کدومشونه؟

4-چه معایب و یا مزایایی دارند؟

 و....

خوب اگه میدونین که چه عالی!!اگه نمی دونین، اشکال نداره چون تو این تاپیک به زبان خیلی ساده به همه ی جوابها میرسین.

 

تعریف توان اکتیو و راکتیو: 

توان اکتیو  = توان واته  = توان مفید  = توانی که به اجبار از شبکه میکشیم =   توانی که ما دوست داریم مصرف بشه   = توانی که باعث روشنایی در لامپ میشه  = توانی که باعث گردش شافت موتورها می شه  = توانی که در خطوط انتقال ارسال می کنیم =  P

توان راکتیو  = توان دواته  = توان  غیر مفید = توانی که به اجبار با توان اکتیو منتقل میشه   =  توانی که ما دوست نداریم مصرف بشه   = توانی که باعث روشنایی در لامپ نمیشه  = توانی که باعث گردش شافت موتورها نمی شه  = توانی که تنها با عث افزایش جریان در سیمها می شه = توانی که اجبارا با توان اکتیو در خطوط انتقال عبور می کند = Q

 

مفهوم ساده تر :

 

روابط توان اکتیو و راکتیو: توان لحظه ای نرخ تغییرات انرژی در هر لحظه است.بنابراین در یک لحظه ممکن است مقدار انرژی بسیار کم باشد اما نرخ تغییراتش زیاد، در آن صورت توان راکتیو معرف ماکزیمم توان لحظه ای راکتیو یا ماکزیمم نرخ تغییرات انرژی در یک بازه زمانی قابل تکرار است. برای ولتاژ، جریان و توان لحظه ای می توان نوشت: V=Vm COS ωt I=Im COS (ωt-θ) P=V.I = Vm.Im COS ωt COS (ωt-θ) P = Vm/√2 .Im/√2 COS θ (1+ COS 2ωt) + Vm/√2 .Im/√2 SIN θ SIN 2ωt در معادله بالا جمله اول معرف توان اکتیو لحظه ای و جمله دوم به عنوان توان راکتیو لحظه ای تعریف شده است. همانطور که مشاهده می کنید جمله متغیر با زمان اول از یک مقدار متوسط غیر صفر برخوردار است که به آن توان اکتیو می گویند. در واقع انتگرال زمانی تابع مذکور در بازه تکرار تابع معرف یک مقدار اسکالر مستقل از زمان است که به آن اصطلاحاً توان اکتیو می گویند. حاصلضرب این مقدار در زمان معرف کمیت فیزیکی انرژی است که به طور مستقیم توسط کنتورهای واته اندازه گیری می شود Pa = Vm/√2 .Im/√2 COS θ= VRMS . IRMS COS θ W= Pa. t اما در مورد جمله دوم معادله ذکر شده، انتگرال زمانی تابع در بازه تکرار آن برابر صفر است. با این حال در تشابه با توان اکتیو مقدار ماکزیمم این تابع متغیر را اصطلاحاً توان راکتیو می خوانند. حاصلضرب این مقدار در زمان معرف هیچ کمیت فیزیکی تیست، بلکه تنها یک بیان ریاضی!! است. Qr = Vm/√2 .Im/2 SIN θ = VRMS . IRMS SINθ حتی در صورتی که بخواهیم از انرژی رد و بدل شده بین منبع و بار صحبت کنیم ، باید انتگرال مزبور برای یک نیم سیکل مثبت و یا منفی در پریود تغییرات تابع محاسبه شده و پس از آن نیز باید از تعداد دفعات مبادله انرژی بین منبع و بار در یک بازه زمانی تعریف شده سخن به میان آورد. در آن صورت نیز تنها مضربی از جمله معروف توان راکتیو، در معادلات وارد می شود. در واقع انرژی راکتیو ( البته نه آن چیزی که کنتورهای راکتیو نشان می دهند، چون اساساً کمیت نشان داده شده توسط کنتور از دیمانسیون انرژی برخوردار نیست )، یک مقدار اندک انرژی است ( در مقایسه با توان اکتیو تبادل شده در شبکه) که توسط سیستم تحریک ژنراتورها تولید می شود. این انرژی یکبار موقع برقدار کردن شبکه تولید و موقع بی برق نمودن آن مصرف می شود. بین این دو زمان نیز مقدار انرژی مذکور ثابت و بین منبع و مصرف کننده تبادل می شود. بنابر این کمیت توان راکتیو یک کمیت کاملا بی فایده است که موجب زیاد شدن جریان و تلفات می شود. البته این پارامتر به ذخیره انرژی در المان های ذخیره کننده انرژی مثل سلف و خازن کمک می کند. اما در کل مایلیم که این پارامتر را کاهش دهیم.

 یک جاده با عرض 10 کامیون  تصور کنید
تمامی 10 کامیون  به طور همزمان بار مشخصی را از نقطه 1 به نقطه 2 انتقال میدن و بار خود را در نقطه 2 خالی می کنند اما 2 کامیون بار خود را تخلیه نمی کنند و با بار به نقطه اول بر می گردند. به طور ساده تر هم میتونیم  بگیم که 8 کامیون توان اکتیو و 2 کامیون بار راکتیو هستند.
در مبحث برقی نیز توان راکتیو همان توانی است که باعث اضافه جریان در سیمها می شود اما این اضافه جریان باعث انجام کاری نمیشود و اجبارا از سیمها عبور می کند
خازن در این مدارات به مفهوم یک بازرس در موقع تخلیه بار در آن کامیونها می باشد!!!!