Энергия и мощность в цепи синусоидального тока с идеальными R, L, C элементами
Рассмотрим цепь с емкостным элементом, т.е. j = -p/2.
Из общего выражения для мгновенной мощности:
. Здесь ток опережает напряжение. Тот же рисунок, но ток и напряжение поменяли местами
– это энергия электрического поля.
Таким образом, в цепи с идеальным емкостным элементом имеют место процессы, аналогичные процессам в цепи с индуктивным элементом, но здесь колеблется энергия электрического поля.
В реальной электрической цепи имеют место одновременно оба явления: и необратимое преобразования энергии источника в тепло и обмен энергиями между источником и потребителями.
Полная, активная и реактивная мощности
– треугольник напряжений.
Умножим каждую сторону треугольника напряжений на ток и получим треугольник мощностей.
– активная мощность, которая преобразуется в тепло или механическую работу [Вт].
– реактивная мощность, которая затрачивается на создание магнитных и электрических полей, а затем возвращается к источнику, [вар].
– полная мощность [ВА].
Мощность в символической форме
Пусть ;
.
В комплексной форме эти выражения:
; ; .
Комплексно сопряженное значение тока: .
Запишем выражение
.
– комплекс полной мощности.
Вещественная часть этого комплекса представляет активную мощность, а мнимая часть – реактивную мощность.