"Żarówka 100-watowa", "Piekarnik 2000W", "Zasilacz 120W"... słyszy się prawie codziennie, czy to w reklamach, czy w opisie sprzętu, czy zastanawiąjac się czy instalacja się zjara czy też nie.
Ale czym w ogóle jest cała moc? Bo coś tam kiedyś może się obiło o uszy "moc czynna", "moc pozorna", "moc chwilowa" i inne różne "moce".
To zacznijmy od podstaw:
W wielkim uproszczeniu prąd elektryczny w zasadzie ma 2 główne składowe: napięcie (oznaczamy literą U) i natężenie (oznaczamy literą I). I tak się składa że mnożąc napięcie i natężenie otrzymamy moc elektryczną (literka P).
P=U*I. Koniec, dziękuję, dobranoc.
Nie no żartuję, tak łatwo nie ma, bo o ile byłaby to prawda dla prądu stałego, to w gniazdkach mamy prąd przemienny, który sprawia że pojawiają się elektryczne chochliki które nieco to komplikują.
Ponieważ prąd nie jest na wykresie prostą kreską, tylko sinusoidą, to żeby poprawnie obliczyć moc musimy dodać jeden ważny parametr, tzw. cosinus przesunięcia fazowego, zwyczajowo opisywane jako cos(φ).
Czym jest to całe przesunięcie fazowe? Nic niezwykłego, po prostu rozjechanie się pomiędzy przebiegiem napięcia i natężenia prądu. Im większe przesunięcie tym większe ma to znaczenie dla mocy, bo są takie chwile że prąd płynie w odwrotnym kierunku niż napięcie - czyli zamiast do urządzenia to od urządzenia.
A skąd to dziadostwo się bierze? A to już właściwość konstrukcji samego urządzenia które posiada indukcyjność lub pojemność. A takie cechy mają np. silniki elektryczne.
Urządzenia typowo rezystancyjne (np. grzałka w piekarniku) praktycznie nie mają przesunięcia fazowego i dla nich cos(φ) = ~1.
No dobra, znamy se to "fi" i co dalej? No można policzyć moc, i to nawet niejedną. Dla obliczeń przyjmujemy też tzw. skuteczną wartość napięcia i prądu - np. 230V w gniazdku to napięcie skuteczne a nie "szczyt" fali na przebiegu.
1. Moc czynna. Ta którą lubimy najbardziej, bo to ta która wydziela się przy świeceniu żarówki, obracaniu się silnika, podgrzewaniu wody. Mówi się że moc czynna jest zamieniana na użyteczną pracę.
P=U*I*cos(φ). Moc czynną podajemy w watach [W]
Z reguły gdy mówi się o mocy, to właśnie o mocy czynnej.
2. Moc bierna. Ukrywający się w cieniu brat bliźniak. Nie wykonuje żadnej pracy, przelewa tylko energię w tą i z powrotem z/do sieci elektrycznej, co powoduje dodatkowe (niechciane) obciążenia linii.
P=U*I*sin(φ). Moc bierną podajemy w varach [var]
Dla użytku domowego praktycznie bez znaczenia, ale w zakładach przemysłowych trzeba pilnować żeby była odpowiednio niska, i co więcej - za nią też zakłady muszą płacić. Da się to kompensować bo jak obciążenie indukcyjne robi przesunięcie w jedną stronę, to pojemnościowe w drugą i dołącza się baterie kondensatorów. Znaczy moc bierna dalej sobie pulsuje po liniach, ale już tylko wewnątrz zakładu. Ale kabelki trzeba dawać grubsze i styczniki większe.
3. Moc pozorna. Czyli po prostu combo mocy czynnej i biernej. Ważna wartość dla urządzeń generujących prąd, jak agregaty prądotwórcze, bo muszą udźwignąć i moc czynną i bierną.
P=U*I. Moc pozorną podajemy w woltoamperach [VA].