Công suất là đại lượng vật lý thường được sử dụng trong đời sống hàng ngày. Tuy nhiên, ít người hiểu rõ công suất là gì ? Sự khác biệt giữa công suất cơ học và công suất tiêu thụ điện. Trong bài viết này, Lâm Phát sẽ tổng hợp định nghĩa công suất vàcông thức tính công suất điện1 pha và 3 pha.

Bạn đang xem: Công suất đặt là gì

Công suất là gì?– Cách tính công suất tiêu thụ điện năng của thiết bịCách chuyển đổi mã lực (HP) sang WattsAC và DC là gì?Hệ số công suấtĐiện áp ba pha (3 dây) là gì?

Công suất là gì?– Cách tính công suất tiêu thụ điện năng của thiết bị

Công suất cơ học là gì?

Công suất cơ họcđề cập đến tốc độ mà công việc (sách giáo khoa thường gọi là “1 công”) có thể được thực hiện. Công suất đầu ra năng lượng sẽ trái ngược với đầu vào nguồn (xem Hình 1). Côn suất đầu vào đề cập đến việc năng lượng của nhiên liệu được chuyển đổi thành năng lượng để sử dụng cho động cơ nhanh như thế nào. Ngược lại, côn suất đầu ra, biểu thị động cơ có thể hoạt động nhanh như thế nào , khi nhận được năng lượng từ nhiên liệu. Tốc độ mà động cơ sử dụng nhiên liệu là công suất nhiệt năng .Công suất cơ họclà cách năng lượng cơ học có thể được cung cấp nhanh chóng đến một hệ thống. Hãy nhớ lại rằng công suất là sự truyền năng lượng trong một khoảng thời gian cụ thể.

Những thiết bị nào sử dụng nhiều năng lượng nhất?

Máy lạnh, vòi hoa sen điện, máy sấy quần áo (máy sấy quần áo), máy sưởi phòng và máy nước nóng (máy sưởi ngâm) là những thiết bị đói năng lượng nhất.Ấm cũng là thiết bị có công suất cao, tuy nhiên vì chúng được bật trong một khoảng thời gian tương đối ngắn, nên chi phí năng lượng chung không quá cao.

AC và DC là gì?

Dòng điện được tạo ra bởi một nguồn năng lượng có thể có một trong hai dạng, AC hoặc DC.Nguồn điện có thể là pin, máy phát điện, nguồn điện được truyền dọc theo dây cáp dịch vụ đến nhà bạn hoặc đầu ra của máy phát tín hiệu, thiết bị được sử dụng trong phòng thí nghiệm hoặc nhân viên kiểm tra khi thử nghiệm hoặc thiết kế hệ thống điện tử.

DC

Điều này là viết tắt của dòng điện trực tiếp vì vậy dòng điện được cung cấp bởi nguồn chỉ chảy một chiều. Một nguồn DC sẽ có một mức điện áp giá trị danh nghĩa và điện áp này sẽ giảm khi nguồn được tải và xuất ra nhiều dòng điện hơn. Sự sụt giảm này là dođiện trởnội tạivốn cótrong nguồn.Điện trở không phải là do một điện trở thực, nhưng có thể được mô hình hóa như vậy, và bao gồm điện trở thực tế của dây dẫn, linh kiện điện tử, chất điện phân trong pin, v.v.

Ví dụ về nguồn DC là pin, máy phát điện DC được gọi là máy phát điện, pin mặt trời và cặp nhiệt điện.

AC

Điều này là viết tắt của “dòng điện xoay chiều” và có nghĩa là “dòng điện xoay chiều” hoặc thay đổi hướng.Vì vậy, dòng chảy một chiều, đạt đến đỉnh, giảm về 0, thay đổi hướng, đạt đến đỉnh và sau đó rơi trở lại 0 trước khi toàn bộ chu kỳ được lặp lại.Số lần chu kỳ này xảy ra mỗi giây được gọi là tần số.Ở Mỹ, tần số là 60 Hertz (Hz) hoặc chu kỳ mỗi giây.Ở các nước khác, nó là 50 Hz.Cung cấp điện trong nhà của bạn là AC.

Ưu điểm của AC là dễ dàng chuyển đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác bằng một thiết bị được gọi là máy biến áp.

Nguồn AC bao gồm nguồn điện cung cấp cho nhà bạn, máy phát điện trong nhà máy điện, máy biến áp, bộ biến tần DC sang AC (cho phép bạn cung cấp năng lượng cho các thiết bị từ bật lửa trong xe hơi), máy phát tín hiệu và ổ tần số thay đổi để kiểm soát tốc độ của động cơ.Máy phát điện trong xe tạo ra điện dưới dạng AC trước khi được chỉnh lưu và chuyển đổi thành DC.Máy khoan không dây, không dây thế hệ mới chuyển đổi điện áp DC của pin thành AC để điều khiển động cơ.

Công suất của mạch điện xoay chiều AC

Các công thức đề cập ở trên dành cho nguồn điện xoay chiều một pha.

Đối với nguồn điện xoay chiều 3 pha:

Khi sử dụng điện áp đường dây (VL-L) trong công thức, nhân công suất điện một pha với căn bậc ba của 3 là1,73. (Xem mục dưới để biết thêm thông tin về điện 3 pha)

Khi sử dụng đường dây đến điện áp bằng không (VL-0) trong công thức, nhân công suất điện một pha với 3.

Công suất thực sự

Sức mạnh thực hay thực là sức mạnh được sử dụng để thực hiện công việc trên tải.

P=VrmsIrmscosφ

Plà công suất thực tính bằng watt

Vrms là điện áp rms = Vđỉnh/2 tínhtheo Vôn

Irms là dòng điện rms = Ipic/2 tính theo Ampe

φ làgóc = giai đoạn khác biệt giai đoạn trở kháng giữa điện áp và dòng điện.

Công suất phản kháng

Công suất phản kháng là công suất bị lãng phí và không được sử dụng để thực hiện công việc trên tải.

Q=VrmsIrmssinφ

Qlà công suất phản kháng trong volt-ampere-Reactive

Vrms là điện áp rms = Vđỉnh/2 tínhtheo Vôn

Irms là dòng rms = Ipic/2 tính theo Ampe

φ làgóc = giai đoạn khác biệt giai đoạn trở kháng giữa điện áp và dòng điện.

Xem thêm: Ngày 19/8 Là Ngày Gì? Ý Nghĩa Của Ngày Công An Nhân Dân Việt Nam

Công suất biểu kiến

Công suất biểu kiến ​​là công suất được cung cấp cho mạch.

S=VrmsIrms

Slà công suất biểu kiến ​​trong Volt-amper

Vrms là điện áp rms = Vđỉnh/2 tínhtheo Vôn

Irms là dòng rms = Ipic/2trong Amperes

Mối tương quan giữa công suất thực, phản kháng và biểu kiến

Công suất thực P và công suất phản kháng Q kết hợp sẽ tạo thành công suất biểu kiến ​​S:

P2+Q2=S2

Plà công suất thực tính bằng watt

Qlà công suất phản kháng tính theo volt-ampe-Reactive

Slà công suất biểu kiến ​​tính theo Volt-ampe

Hệ số công suất

Trong các mạch điện xoay chiều AC, hệ số công suất là tỷ lệ của công suất thực được sử dụng để thực hiện một công và công suất biểu kiến được cung cấp cho mạch điện.

Hệ số công suất có giá trị từ 0 đến 1.

Khi tất cả công suất là công suất phản kháng không có công suất thực (thường là điện cảm ứng) – hệ số công suất là 0.

Khi tất cả công suất là công suất thực không có công suất phản kháng (tải điện trở) – hệ số công suất là 1.

Định nghĩa hệ số công suất

Hệ số công suất bằng công suất thực P hoặc công suất thực tính bằng watt (W) chia cho giá trị tuyệt đối công suất biểu kiến ​​| S | tính bằng volt-ampe (VA):

PF=P(W)/| S(VA)|

PF– hệ số công suất.

P –công suất thực tính bằng watt (W).

| S |–công suất biểu kiến ​​- độ lớn của công suất phức trong vôn kế (VA).

Cách tính hệ số công suất

Đối với sinusuidal hiện nay, hệ số công suất PF là bằng giá trị tuyệt đối của cosin của công suất biểu kiến:

PF= | cos|

PFlà hệ số công suất.

φlà góc pha điện của công suất biểu kiến.

Công suất thực P tính bằng watt (W) bằng công suất biểu kiến ​​| S |tính bằng volt-ampere (VA) nhân với hệ số công suất PF:

P(W)=| S(VA)|×PF=| S(VA)|× | cosφ |

Khi mạch có tải trở kháng điện trở, công suất thực P bằng công suất biểu kiến ​​| S |và hệ số công suất PF bằng 1:

PF(tải điện trở)=P/| S |= 1

Công suất phản kháng Q trong volt-amps phản ứng (VAR) bằng công suất biểu kiến ​​| S |tính bằng volt-ampere (VA) nhân với sin của góc phaφ:

Q(VAR)=| S(VA)|× | tội lỗiφ |

Tính toán mạch một pha từ đồng hồ đo công suất thực đọc P tính bằng kilowatt (kW), điện áp V tính bằng vôn (V) và dòng I tính bằng ampe (A):

PF= | cos|= 1000 ×P(kW)/ (V(V)×I(A))

Tính toán mạch ba pha từ đồng hồ đo công suất thực đọc P tính bằng kilowatt (kW), điện áp đường dây đến điện ápVL-L tínhbằng vôn (V) và dòng I tính bằng ampe (A):

PF= | cos|= 1000 ×P(kW)/ (√3× VL-L (V)×I(A))

Tinh toán hệ số công suất của mạch ba pha từ đồng hồ đo công suất thực đọc P tính bằng kilowatt (kW), dòng đến dòng trung tínhVL-N tínhbằng vôn (V) và dòng I tính bằng ampe (A):

PF= | cos|= 1000 ×P(kW)/ (3× VL-N (V)×I(A))

Điều chỉnh hệ số công suất

Điều chỉnh hệ số công suất là điều chỉnh mạch điện để thay đổi hệ số công suất gần 1.

Hệ số công suất gần 1 sẽ làm giảm công suất phản kháng trong mạch và hầu hết công suất trong mạch sẽ là công suất thực. Điều này cũng sẽ làm giảm tổn thất điện năng trên lưới truyền tải điện.

Việc hiệu chỉnh hệ số công suất thường được thực hiện bằng cách thêm các tụ điện vào mạch tải hoặc lưới điện, khi mạch có các thành phần inductor, giống như một động cơ điện.

Cách tính hiệu chỉnh hệ số công suất

Công suất thực | S | tính bằng volt-amps (VA) bằng điện áp V tính bằng vôn (V) nhân với dòng điện I tính bằng ampe (A):

| S(VA)|=V(V)×I(A)

Công suất phản kháng Q tính theo volt-ampe-r (VAR) bằng căn bậc hai của bình phương công suất biểu kiến ​​| S | tính bằng volt-ampere (VA) trừ đi bình phương của công suất thực P tính bằng watt (W) (định lý pythagore):

Q(VAR)= căn bậc 2 (| S(VA)|2–P(W)2)

Qc (kVAR)=Q(kVAR)–Qđã sửa (kVAR)

Công suất phản kháng Q tính bằng volt-ampe phản kháng (VAR) bằng bình phương điện áp V tính bằng vôn (V) chia cho điện kháng Xc:

Qc (VAR)=V(V)2/Xc=V(V)2/ (1 / (2πf(Hz)× C(F))) = 2πf(Hz)× C(F)× V(V)2

Vì vậy, tụ điện giúp điều chỉnh hệ số công suất trong Farad (F) nên được thêm vào mạch song song bằng công suất phản kháng Q tính theo (VAR) chia cho 2π lần tần số f tính bằng Hertz (Hz) nhân với bình phương điện áp V tính bằng vôn (V):

C(F)=Qc (VAR)/ (2πf(Hz)·V(V)2)

Ứng dụng giảm tổn thất điện năng truyền qua lưới điện

Do AC có thể dễ dàng chuyển đổi từ điện áp này sang điện áp khác, nên thuận lợi hơn cho việc truyền tải điện qua lưới điện.Máy phát điện trong các nhà máy điện tạo ra điện áp tương đối thấp, thường là 10.000 volt.Máy biến áp sau đó có thể bước lên mức điện áp cao hơn, 200.000, 400.000 volt hoặc cao hơn để truyền qua quốc gia.Một máy biến áp tăng cường, chuyển đổi nguồn điện đầu vào thành điện áp cao hơn, đầu ra dòng điện thấp hơn.Bây giờ sự giảm này trong hiện tại là hiệu ứng mong muốn vì hai lý do.Thứ nhất, giảm điện áp trong các đường truyền vì dòng điện thấp hơn chạy quađiện trởcủa cáp (vì V = IR).Thứ hai, giảm dòng điện làm giảm tổn thất điện năng khi dòng điện chạy qua điện trở của cáp phân phối (hãy nhớ công suất = I2R trong các phương trình trên?).Năng lượng bị lãng phí như nhiệt trong cáp truyền dẫn, điều này rõ ràng là không muốn.Nếu dòng điện giảm một nửa, tổn thất điện năng trở thành một phần tư so với trước đây (do bình phương trong phương trình công suất), Nếu dòng điện được làm nhỏ hơn 10 lần, tổn thất điện năng là 1% so với trước đây, v.v.

Điện áp ba pha (3 dây) là gì?

Các đường truyền khoảng cách rất dài có thể sử dụng DC để giảm tổn thất, tuy nhiên nguồn điện thường được phân phối trên toàn quốc bằnghệ thống3 pha.Mỗiphalà một điện áp xoay chiều hình sin và mỗi pha cách nhau 120 độ.Vì vậy, trong biểu đồ bên dưới, pha 1 là sóng hình sin, pha 2 trễ 120 độ và pha 3 trễ 240 độ (hoặc dẫn 120 độ).Chỉ cần 3 dây để truyền tải điện vì hóa ra không có dòng điện nào ở trung tính (đối với tải cân bằng).Máy biến áp cung cấp nhà của bạn, có 3 dòng pha làm đầu vào và đầu ra là mộtngôi saonguồn để nó cung cấp 3 dòng pha cộng với trung tính. Cách đấu điện 3 pha cũng như 1 pha nếu như bạn hiểu rõ nguyên tắc cơ bản khi đấu điện.