Куда девается реактивная мощность?

[zoog]

Мощность не может никуда деваться. Генерируется и потребляется энергия.

Если мощность потребляется хоть какое-то время - это уже энергия.

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.

Хмм, надо подумать)

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.

Да, Вы правы. Под потреблением я имел в виду показания электросчётчика - ведь КПД рассчитывается по нему.

Я имею ввиду наши домашние счётчики. А за реактивную энергию не платят, за неё штрафуют.

Минутку, домашние счётчики не меряют реактивную мощность?? Я думал, они тупо умножают напряжение на ток. Модули их, конечно.

Вообще тема давно решена, просто я не знаю, как тут метки редатировать) А счас уже идёт обсуждение попутных вопросов.

[olc0267]

Если мощность потребляется хоть какое-то время - это уже энергия.

Потребляется не мощность, а энергия. Мощность и энергия - совершенно разные величины. Мощность - первая производная энергии по времени. Характеризует скорость изменения энергии. А энергия может изменяться как в плюс, так и в минус. Т.е. потребляться, или генерироваться.

Хмм, надо подумать)

После включения катушки индуктивности в цепь переменного тока, возникает переходный процесс, во время которого через цепь течёт не только синусоидальный ток, но и т.н. свободная составляющая, убывающая по экспоненте.
Этой свободной составляющей и заряжается реактивный элемент.
Уравнение переходного тока:
http://de.ifmo.ru/--books/electrotech/tp/tp_2.htm

Таким образом, ток в цепи состоит из двух составляющих - установившегося периодического синусоидального тока и свободного, уменьшающегося по экспоненте с постоянной времени t = L/R (рис. 4 б)). В результате, ток в некоторые моменты времени превышает амплитудное значение установившегося тока.

[zoog]

Потребляется не мощность, а энергия.

Вы ещё скажите, что ток не потребляется)) Это не бытовой слэнг, всё потребляется - и ток, и напряжение, и мощность, и работа, только это разные характеристики процесса. Разница всплывает, когда оказывается, что при лишь первоначальном подключении реактивности к синусу совершается активна работа, дальше энергия (реактивная) лишь рециркулирует.. хмм, или-таки мощность)

[KREN]

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.

Нужно синхронизировать генератор с сетью. У всех работают и нормально отдают энергию в сеть.

[KREN]

Мощность - первая производная энергии по времени. Характеризует скорость изменения энергии. А энергия может изменяться как в плюс, так и в минус. Т.е. потребляться, или генерироваться.

В принципе верно, но Вы даёте определение мгновенного значения мощности. Но нас, как правило, интересует интегральное значение мощности, на интервале периода. А это уже будет выглядеть, как количество энергии за единицу времени. Как правило за эту единицу принимают одну секунду. И если мы с Вами будем тратить один джоуль энергии за одну секунду, то это означает, что мы имеем мощность в один ватт. И наоборот: если резистор рассеивает в тепло один ватт мощности, то это означает, что он расходует один джоуль энергии, каждую секунду.

[KREN]

Вы ещё скажите, что ток не потребляется)) Это не бытовой слэнг, всё потребляется - и ток, и напряжение, и мощность, и работа, только это разные характеристики процесса. Разница всплывает, когда оказывается, что при лишь первоначальном подключении реактивности к синусу совершается активна работа, дальше энергия (реактивная) лишь рециркулирует.. хмм, или-таки мощность)

Как это всё потребляется? Потребляется только энергия, а работа совершается, за счёт расхода энергии. А мощность, это характеристика, которая показывает сколько энергии потребляется в единицу времени. А напряжение и ток, это "инструменты", посредством которых энергия совершает работу. По отдельности ни напряжение, ни ток, работы совершить не могут, т.к. каждый из них в отдельности не обладает энергией.
"Реактивности", т.е. индуктивности и ёмкости, только накапливают энергию, а затем отдают её. Если они возвращают энергию обратно в источник питания, то это реактивная энергия (возвращаемая обратно), т.к. работы она не совершает. А если реактивные элементы отдают накопленную энергию какому-нибудь активному потребителю, то эта энергия становится активной, т.к. совершает работу. На чём основан принцип работы некоторых преобразователей.

[olc0267]

В принципе верно, но Вы даёте определение мгновенного значения мощности. Но нас, как правило, интересует интегральное значение мощности, на интервале периода. А это уже будет выглядеть, как количество энергии за единицу времени. Как правило за эту единицу принимают одну секунду.

Интегральное значение мощности - это и есть энергия. Как я сказал, мощность - первая производная энергии по времени. Интегрируя первую производную энергии по времени, получаем саму энергию.
Мощность - это всего лишь физическая (математическая ) величина, которая описывает скорость изменения количества энергии в системе. Она не материальна. Это как число 5, которое само по себе ничему не равно. А материальна энергия, связь которой с материей описывает формула E=mc^2. Это уже как 5 рублей, которые можно с чем-то сравнивать. Число 5 потратить нельзя. А 5 рублей - можно.

И наоборот: если резистор рассеивает в тепло один ватт мощности, то это означает, что он расходует один джоуль энергии, каждую секунду.

Или 1 миллиджоуль, если время было равно 1 миллисекунде. Был единичный миллисекундный импульс. Как видите, сама по себе цифра, выражающая мощность, ни о чём не говорит. Но в первом случае резистор успеет нагреться, а во втором - нет. А в обоих случаях мощность одинакова.
Электрические счётчики вычисляют интеграл мощности по времени - энергию. 1кВт/час=3600кДж. Мощность они не измеряют.

[pittyalex]

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

Как раз за неё как бэ и штрафуют, и доплачивают. Если Вы не знаете правил рынка НОРЭМ, не путайте людей. Есть коэффициенты, которые показывают, как каждый поставщик и потребитель электроэнергии участвует в регулировании баланса реактивной мощности.
Одна из причин блэкаута в Москве в 2005 году была нехватка реактивной мощности в московской энергосистеме. Началась лавина напряжения и полное обесточение.

Ещё один пример, что реактивная мощность (в той аналогии, обобщении, которое мы используем) вполне себе реальна: на крупных узловых подстанциях в энергосистеме высокого напряжения (сверхвысокого) используются специальные электротехнические устройства: шунтирующие реакторы. Это, фактически, катушка индуктивности, включенная на концах линии электропередач с фазы на землю. Задача её - потреблять избыток реактивной мощности, которую генерируют линии электропередач. Т.е., по вашему, такое большое и дорогостоящее устройство (стоит не намного дешевле трансформатора) ставится только для того, чтобы потреблять несуществующую мощность?


А насчёт индуктивностей там я действительно немного палку перегнул: и поздно было, и что-то запутался.
Но могу точно сказать: асинхронный двигатель потребляет реактивную (кажущуюся) мощность. Так принято. Это означает, что ток, потребляемый АД отстаёт по фазе от напряжения. Ток же на конденсаторе - опережает напряжение по фазе, поэтому говорят, что он генерирует реактивную мощность. Это удобно для анализа и обобщений.
Действительно, мозги задубевают: настолько уже привык к этой аналогии, что пришлось хорошенько подумать, прежде чем вспомнил что на самом деле происходит.

[pittyalex]

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.

Согласен, есть в том посте бред.
Но то, что реактивной мощности не существует, в это я не верю. Электрический ток - это тоже абстрация. Есть движение электронов или других носителей заряда. При этом даже направление тока - и то не отражает физической сущности. А мощность - она вообще не по проводам передаётся... а полем вокруг этих проводов. Всё тут абстракция... И чем сложнее явление, тем больше нагромождение абстракций. ЭТо необходимо, чтобы можно было всё это понимать и оперировать.

[pittyalex]

Рекуперация - возврат любой реактивной энергии обратно в источник питания, если не ошибаюсь. Будь вместо ёмкости фильтра идеальная батарея - ничто бы не изменилось.

Тогда не реактивной энергии, а просто энергии. Имхо не существует реактивной энергии. Энергия просто есть.

Вот компилируя все высказанные тут очень умные вещи очень умными людьми, мне бы хотелось привести рассуждения, чтобы их умные люди прокомментировали. Бред это полный или всё-таки что-то в этом есть...
Итак, я считаю, что на любое изменение поля (сиречь запасённой энергии) реактивного элемента требуется реактивная мощность.
ВОт смотрите: мы говорим, что активная мощность - это совершённая работа. Например, нагрев. Когда мы зарядили конденсатор, мы ничего не нагрели, ничего не покрутили, мы просто переложили энергию из одного места в другое. Энергия из источника перекочевала в конденсатор. По соединительным проводам прошла какая-то мощность. Если следующим нашим шагом будет обратный возврат этой энергии в источник, то мощность эта будет реактивной...
А если следующим шагом подключим резистор - то активной.

Или может быть вообще не имеет смысла говорить об активной и реактивной мощности в цепях с несинусоидальным током? А уж в цепях с пульсирующим током и подавно? А с токами непериодическими?
Вот, например, в длинных линиях - там есть ещё падающая мощность и отражённая... Она ведь тоже не ушла в нагрузку... Да и в любом случае, чтобы передать энергию, мы должны создать волну...Тут появляется абстракция ещё более низкого уровня... В) Всё, третью часть ТОЭ я уже совсем не помню.

Мдя... в начале как-то всё было понятно, а теперь становится не понятно... сдвиг парадигм происходит, похоже В)