Potenza reattiva condensatore
Formula della potenza reattiva in ac
Supponiamo un circuito RLC con sorgente AC. Perché la potenza reattiva netta nel circuito è la differenza della potenza reattiva nell’induttore e la potenza reattiva nel condensatore? Poiché entrambi immagazzinano energia, perché la potenza reattiva in essi non viene aggiunta invece che sottratta?
Quindi, se hai una L e una C in parallelo attraverso una sorgente di tensione sinusoidale, allora la corrente nell’induttore è esattamente opposta in polarità alla corrente nel condensatore, cioè mentre uno sta prendendo energia da V, l’altro sta restituendo energia a V. Questo dà luogo alla sottrazione delle correnti.
È anche notevole che quando le impedenze sono identiche (una frequenza specifica) come indicato nel diagramma immediatamente sopra, la corrente netta in un LC parallelo è zero, cioè si comportano insieme come un’impedenza infinita. Questo è chiamato risonanza parallela ed è ampiamente usato in radio. Si chiama anche correzione del fattore di potenza in ingegneria elettrica; si trova un valore di capacità che mantiene l’unità del PF mantenendo così l’energia reattiva “consumata” al minimo.
Esempio di potenza reattiva
La potenza reattiva in VAR (Volt Amps Reactive) (Q) è la potenza che circola tra la fonte e il carico. Potenza che è immagazzinata in condensatori o induttori. Ma è necessaria. Per esempio, la potenza reattiva induttiva nei motori elettrici forma i campi magnetici per far girare il motore. Senza di essa il motore non funzionerebbe, quindi è pericoloso considerare che sia sprecata, ma in un certo senso lo è.
I condensatori e gli induttori sono reattivi. Immagazzinano potenza nei loro campi (elettrici e magnetici). Per 1/4 della forma d’onda AC, la potenza viene consumata dal dispositivo reattivo mentre si forma il campo. Ma il quarto d’onda successivo, il campo elettrico o magnetico collassa e l’energia viene restituita alla fonte. Lo stesso per gli ultimi due quarti, ma con polarità opposta.
Per vederlo animato, vedi Circuiti AC in serie. Mostra tutti e 6 i circuiti in serie (R, L, C, RL, RC & RLC). Accendi l’alimentazione istantanea. Quando p è positivo, la sorgente sta fornendo energia. Quando p è negativo, la potenza viene inviata alla sorgente.
Per una R, la potenza viene consumata. Per un L o C, la potenza scorre tra la sorgente e il dispositivo. Per un RL o RC, queste due relazioni sono combinate. Il resistore consuma e il dispositivo reattivo immagazzina/invia potenza alla sorgente.
Potenza reattiva negativa
Oltre alla potenza utile e utilizzabile, ogni impianto elettrico ha anche una potenza che non viene convertita efficacemente in calore, movimento o luce. Chiamiamo questa potenza inefficace o potenza reattiva. La potenza reattiva fornisce un carico extra su cavi, tubi e trasformatori. Il gestore della rete deve trasportare questa potenza reattiva. Allo stesso tempo, otteniamo meno energia utile dalla nostra capacità contrattuale.
La potenza reale e la potenza reattiva sommate insieme, chiamiamo la potenza apparente. Tutta la rete (il distributore principale, i trasformatori e la connessione principale) deve essere in grado di distribuire questa potenza apparente. Il paragone migliore è quello di un bicchiere di birra. La capacità utile (la birra) è utilizzata efficacemente. La capacità non utile (la schiuma) assicura un aumento della capacità da trasportare. L’impianto elettrico (il bicchiere di birra) deve essere in grado di distribuire la potenza utile e non utile. Se la potenza reattiva aumenta, l’impianto può essere sovraccaricato (il bicchiere di birra trabocca).
I motori, i trasformatori e gli ingranaggi di controllo sono carichi induttivi. Con i carichi induttivi, è necessaria una potenza per magnetizzare le bobine. Questa potenza si chiama potenza reattiva induttiva. Chiamiamo la somma vettoriale della potenza reale (P) e della potenza reattiva induttiva (Q1) la potenza apparente (S1). In questo esempio, la potenza apparente ha un carattere induttivo.
Condensatori di rifasamento
La corrente che attraversa i condensatori precede la tensione di 90°. Il vettore di corrente corrispondente è quindi in opposizione al vettore di corrente dei carichi induttivi. Ecco perché i condensatori sono comunemente usati negli impianti elettrici, per compensare la potenza reattiva assorbita dai carichi induttivi come i motori.
La Guida all’installazione elettrica è ora disponibile qui come wiki (Electrical Installation Wiki). Questo wiki è una piattaforma collaborativa, portata da Schneider Electric: i nostri esperti ne migliorano continuamente il contenuto, come hanno fatto per la guida. La collaborazione a questo wiki è aperta a tutti.
