Куда девается реактивная мощность?

[olc0267]

Вопрос поставлен некорректно. Мощность не может никуда деваться. Генерируется и потребляется энергия. Нет закона сохранения мощности, есть закон сохранения энергии. А мощность - это количество потреблённой, или сгенерированной энергии за беконечно малый отрезок времени. Или, говоря математическим языком, P=dE/dt.
Далее. Потери на перемагничивание (гистерезис) и вихревые токи - активные. Они преобразуются в тепло. Следовательно, ток этих потерь суммируется с активной составляющей тока нагрузки. К реактивной составляющей он отношения не имеет. На этом принципе работают индукционные нагреватели.
Далее. В случае реактивной нагрузки мы имеем реактивную составляющую в потребляемом токе. Поэтому можно говорить об активной мощности - произведении активной составляющей тока на напряжение, и о реактивной мощности - произведении реактивной составляющей на напряжение. Так как активный ток и напряжение совпадают по фазе, активная мощность всегда положительна (произведение минуса на минус даёт плюс). Интеграл мощности по времени - энергия. Для активной мощности на отрезке времени, кратном периоду колебания, этот интеграл всегда отличен от нуля. Это означает, что энергия всегда только расходуется. Реактивный ток и напряжение сдвинуты по фазе на 90 градусов, поэтому реактивная мощность дважды за период колебания напряжения меняет знак. Это означает, что в какой-то период времени энергия выходит из источника в нагрузку, а в другой период времени она возвращается обратно. Причём, возвращается ровно столько, сколько вышло. Интеграл реактивной мощности по времени на отрезке, кратном периоду колебания, и бесконечно далеко удалённом от момента коммутации цепи, равен нулю. Это значит, что расход энергии равен нулю. Отличным от нуля будет интеграл реактивной мощности только на момент переходного периода сразу после коммутации цепи, когда идёт зарядка энергией реактивного элемента. Это и будет величина CU^2/2 или LI^2/2, которая потом будет гоняться туда-обратно.
Для чего ставятся косинусные конденсаторы.
Для того, чтобы не гонять энергию от электростанции к потребителю и обратно. Потому что на каждом перегоне происходят потери энергии на нагрев проводов и генератора электростанции. Если параллельно катушке индуктивности поставить конденсатор, то реактивная мощность будет гоняться между конденсатором и катушкой на стороне потребителя. Если реактивные сопротивления этих элементов равны, проиходит параллельный резонанс, а при параллельном резонансе, как известно, потребляемый ток минимален. Соответственно, будут минимальны показания электросчётчика у потребителя, и ему придётся меньше платить.

[KREN]

Соответственно, будут минимальны показания электросчётчика у потребителя, и ему придётся меньше платить.

Электросчётчики измеряют активную мощность.

[trinex]

Это знаю, реактивная мощность идёт на энергию поля, а не на работу. Но она потребляется однозначно.

Не совсем так.
Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.
То есть, если бы реактивности были идеальными, ничего бы не расходовалось. Именно поэтому есть термин "кажущаяся".
Но реактивности имеют потери. И бессмысленно гоняемая энергия расходуется на нагрев. При этом, если поступление осталось тем же, эффективность установки падает, падает реальная мощность.
И наоборот, при сохранении отдаваемой мощности приходится потреблять и генерировать больше. Установка бессмысленно греется, а генератору необходимы дополнительные усилия по сохранению режимов. Причем самое интересное, что бы вы не делали, в самом конденсаторе или индуктивности ничего не меняется. А вот в общей цепи можно попробовать положение выправить, вводя дополнительные реактивности.

[trinex]

Ну так реактивную мощность вполне себе можно измерить. Например, в трёхфазных сетях переменного тока её можно измерить даже ваттметрами. В)

Насчёт конденсатора не совсем понял. заряжая конденсатор от сети вы генерируете в сеть реактивную мощность, от которой возрастают активные потери. Потом, разряжая его на активный резистор, реактивная мощность не появляется (т.к. ток и напряжение по фазе совпадают). Конденсатор сам вэтом случае является источником ЭДС, я же говорил о том, что если Вы с помощью внешнего ЭДС пытаетесь изменить напряжение или ток в реактивности - появлется реактивная мощность.

То же и с катушкой: зарядив её, а потом разряжая на активное сопротивление, реактивной мощности не появляется.

Бред сивой кобылы.
Реактивной мощности не существует. Это просто абстрактное понятие, чтобы удобнее описывать происходящие в сети переменного тока процессы. Вся мощность активная и ее надо генерировать. Реактивные элементы в силу своих свойств просто способны накапливать реальную энергию и потом отдавать ее обратно, опять же в силу своих свойств!. Разряжая конденсатор или катушку на резистор вы получите самую настоящую мощность и энергию, способную совершать работу.
Это точно так же, как зарядить аккумулятор, а потом разрядить его.

[R360]

Электросчётчики измеряют активную мощность.

Скажу по секрету - есть счётчики реактивной энергии. И вообще чем меньше реактивная составляющая тока тем меньше потерь, следовательно

придётся меньше платить

. Вообще в теме трение воздуха о воздух: в книгах всё подробно описано и рассчитано (основы теории цепей). И при использовании теории комплексных чисел все становится ясно, особенно если отображать рассчёты ещё и графически.

[KREN]

На самом деле реактивная мощность точно также генерируется и потребляется. Спросите это у любого энергетика

Не болтайте глупостей. Ни кто не вырабатывает реактивную мощность для потребления, т.к. потребить её невозможно. На то она и называется реактивной, потому что энергия не затрачивается на совершение полезной работы.

Будь то поле магнитное (в катушке или вокруг провода) - тогда мощность потребляется, будь то при увеличении тока или его уменьшении (т.к. ток всегда отстаёт от напряжения). Или поле электростатическое (в конденсаторе или между проводами) - тогда мощность генерируется.

По вашему выходит, что катушка потребляет реактивную мощность, а конденсатор её вырабатывает? Не обманывайте ни себя, ни других людей. Это не так. дело в том, что наличие любого из этих элементов, приводит к возникновению реактивной мощности. Они и называются поэтому - реактивные элементы. Оба эти элемента (и индуктивность, и ёмкость) являются накопителями энергии (не путать с мощностью). Именно из-за того, что эти элементы при одних условиях накапливают энергию, а при других отдают накопленную энергию обратно в электрическую цепь, они и сдвигают угол между векторами тока и напряжения на 90 градусов, что и приводит к возникновению реактивной мощности. Но сами они, при этом, мощности не потребляют, и уж тем более, не вырабатывают.

Если у вас любая реактивность включена на постоянный (именно постоянный, то есть не изменяющийся во времени) ток, то реактивная мощность будет отсутствовать - будь то конденсатор или катушка индуктивности.

Мощность будет отсутствовать любая, но при этом, эти элементы накопят определённое количество энергии.

[makakus]

Можно графически.
Нарисуем синусоиду тока и напряжения для идеальной реактивности. Они сдвинуты на 90°. Мощность - это произведение тока на напряжение, да? И смотрим пусть на "горб" напряжения.
Четверть периода ток и напряжение положительны, и мощность выделяется. Но следующие четверть периода напряжение положительное, а ток отрицательный! И мощность отрицательная, что ли? Да, это реактивная мощность, которая бегает туда-сюда между генератором и мотором, например, греет провода. Следующие четверть периода и ток, и напряжение отрицательные, мощность положительная, т.к. минус на минус даёт плюс.
А активная мощность появится, когда нагрузили мотор насосом каким-нибудь, угол между током и напряжением станет меньше 90° и положительная часть мощности станет больше отрицательной.
Для резистора фаза не сдвинута, там нету случая когда ток в одну сторону, а напряжение в другую. Мощность везде положительная.

[KREN]

Скажу по секрету - есть счётчики реактивной энергии. И вообще чем меньше реактивная составляющая тока тем меньше потерь, следовательно

Я имею ввиду наши домашние счётчики. А за реактивную энергию не платят, за неё штрафуют. Иначе существовали бы расценки, стоимость одного килоВаРа.

[KREN]

И мощность отрицательная, что ли?

Конечно. Положительной мощность считается тогда, когда энергия следует по своему прямому назначению, т.е. от источника к потребителю, и отрицательна, года энергия идёт в обратном направлении, т.е. от потребителя возвращается в источник питания.

[makakus]

Конечно. Положительной мощность считается тогда, когда энергия следует по своему прямому назначению, т.е. от источника к потребителю, и отрицательна, года энергия идёт в обратном направлении, т.е. от потребителя возвращается в источник питания.

Это был риторический вопрос.

когда энергия идёт от потребителя в источник (я взял генератор на 300 вольт и воткнул его в розетку) то дым из источника никак не похож на отрицательную мощность.

Там ток идёт против напряжения! вот в чём штука. Меряем в точке времени и видим: плюс минус напряжения туда, а ток однако ж сюда. Закон Ома удивлённо разводит руками.