الرئيسية » هندسة كهربية » القدرة الكهربية – مثلث القدرة -القدرة الفاعلة W- القدرة غير الفاعلة KVAR – القدرة الظاهرية KVA

القدرة الكهربية – مثلث القدرة -القدرة الفاعلة W- القدرة غير الفاعلة KVAR – القدرة الظاهرية KVA

القدرة الكهربية فى الاحمال الكهربية نوعان  :- 

1- القدرة الفاعلة (الحقيقية)(Active) (KW) – (P)
2- القدرة غير الفاعلة Reactive)(KVAR) – (Q)

والمجموع الإتجاهى (المحصلة)  لنوعى القدرة هو القدرة الظاهرية  (Apparent Power)  التى ترد للحمل ( Input Power) ويرمز لها بالرمز (S)
ولفهم واستيعاب هذا الموضوع الهام والذى مثار لبس وخلط عند الكثيرين نبين تلك النقاط

فى شكل ش (1) دائرة كهربية من مقاومة (R) ومصدر جهد متردد ، يسرى فيها تيار (I) ، فى المقاومة المادية التيار يكون فى اتجاة الجهد ( التيار والجهد كميتان متجهتان) أى أن الزاوية بين الجهد والتيار الناشىء بسببه فى المقاومة تكن صفرا وبتعبير هندسى أدق نقول الدائرة ذات معامل قدرة يساوى واحد (Cos 0 =1) وبالتالى فإن القدرة المستهلكة فى المقاومة والمحسوسة فى شكل حرارة تساوى
P = V I = (IR) I = I2 R Watt

أى أن جميع ما يرد للحمل من قدرة من المصدر الكهربى يستهلك فى المقاومة فمعامل القدرة هنا يساوى الوحدة ويطلق على القدرة المستهلكة فى أحمال المقاومات المادية بالقدرة الفاعلة (Active)-(Wattful) ورمزها (P) ووحدتها (KW) وتساوى فى قيمتها قدرة الدخل (S).

القدرة الكهربية فى دوائر التيار المتردد

   

الدوائر الكهربية فى الأغلب والأعم لا تحتوى على مقاومات مادية فقط بل تحتوى على عناصر أخرى من ملفات كهربية ومكثفات ش (2) ، وتلك العناصر الأخيرة وإن كانت تشكل نوعا آخرا من المقاومات فمن خصائصها الكهربية أنها لا تستهلك القدرة بل خازنة لها مؤقتا وتتردد بين المل والمصدر الكهربى ذهالا وإيابا ويحاكيها  فى الطبيعة  قطعة الاسفنج تمتص الماء وتعصر فتبذه،

بوجود عناصر حثية (L) أو سعوية (C) فى الدائرة الكهربية كما فى ش (2) ، أصبحت مقاومة الدائرة مكونة من جزئين ، جزء مستهلك للقدرة وهو المقاومة المادية وجزء حافظ لها وراد لها والتعبير الهندسى الواصف للمقاومة الكلية  يسمى المعاوقة (  Impedance) (Z) وهى  كمية  من مركبتين أى جزئين  (مركبة حقيقية + مركبة تخيلية (J) )

 

القدرة الكهربية فى دوائر التيار المتردد

 

Z = R + JX     الرمز (J) يعبر عن تعامد القيمة (X) على اتجاة R        
R (المقاومة المادية وتمثل اتجاهيا على المحور الأفقى)
X (المقاومة التخيلية والتى هى ممانعة الدائرة حثية كانت أو سعوية وتمثل على المحور الرأسى ) أى متعامدة على اتجاة المقاومة المادية R
ليظهر ما يسمى بمثلث المقاومات ش (3)
ومن  مثلث المقاومة 
مقدار المقاومة الكلية (Z)
Z = √R2 + X2

معامل القدرة 
هو نسبة المقاومة المادية من المقاومة الكلية (cosӨ) (معامل القدرة) (P.F)
P.F = R/Z

 التيار فى الدائرة يتأخر أو يسبق الجهد بزاوية   كما فى ش (4) وعليه فإن:- 

القدرة الفاعلة فى الدائرة هى مضروب مركبة التيار فى اتجاة الجهد فى الجهد
P = V × I cos Ө = V I × P.F K Watt


القدرة غير الفاعلة هى مضروب مركبة التيار فى اتجاة عمودى على الجهد فى الجهد
Q = V× I sin Ө Kvar
القدرة الكلية للدائرة (الظاهرية) (S)
من مثلث القدرة ش(4)
S = √(P2 + Q2 KVA
ويمكن تعريف معامل القدرة من مثلث القدرة كالآتى :- 

(P.F = KW/KVA  (p/s 

وموجز القول فى القدرة الكهربية الواردة للحمل وهى القدرة الظاهرية (S) ووحدتها KVA 

1-القدرة الفاعلة (الحقيقة) (Active Power (P  ووحدتها الكيلو وات KW

وهى الجزء من القدرة الظاهرية المستفاد به متحولا إلى شكل آخر من الطاقة كطاقة حركية أوحرارية فى الحمل  على سبيل المثال المحرك الكهربى   

2-القدرة غير الفاعلة Reactive Power-Q  

هى الجزء من القدرة الظاهرية  (S) الواردة للحمل غير مستفاد بها   وإنما تذهب لإنشاء المجال المغناطيسى اللازم لدوران المحرك   ووحدتها KVAR

3- ارتفاع أحد القدرتين فى الحمل يؤثر بالنقص على الأخرى 

4- معامل القدرة (P.F)

هو نسبة بين القدرة الحقيقية (الفعالة)    (P) (المستفاد بها ) إلى القدرة الظاهرية  (S) الواردة لمدخل الحمل وهو رياضيا جيب تمام الزاوية بين القدرتين فى مثلث القدرة أو مثلث المقاومة COSθ

5- ارتفاع القدرة غير الفاعلة يشكل حملا على مصدر التغذية للوفاء بالقدرة الحقيقية المطلوبة للحمل ولها طريقة لخفضها لتحسين معامل القدرة لا مجال لشرحها الآن 

6- فى ش (9) منحنى القدرة غير الفاعلة فى الملف كعنصر حثى ويتضح أنه فى الربع الأول من الموجة يختزن الملف الطاقة فى شكل مجال مغناطيسى وفى الربع الثانى يردها للمصدر ليعاود تخزينها فى الربع الثالث ويردها فى الربع الرابع أى أن القدرة غير الفاعلة فى الملف كمية مترددة بتردد ضعف تردد المصدر والقيمة المتوسطة لها على مدى دورة كاملة تساوى صفر بما يعنى أن الملف المثالى لايستهلك الطاقة بل يختزنها ويردها 

                          

         مثلث القدرة فى الحمل الكهربى                                                  ش (9)

                                                                                متوسط القدرة فى الملف على مدى الطول الموجى = صفر 

                                                                 النصف الوجب هو الشحن المغناطيسى للملف والسالب التفريغ فى المصدر

 
 

اترك رد