Переменный ток и его особенности. PF

К активным сопротивлениям относят резисторы, лампы накаливания, нагреватели, электрочайники и другие приборы, которые сразу превращают электрическую энергию в полезный результат: тепло, свет или механическую работу.

Когда в цепи переменного тока присутствует только активная нагрузка, ток изменяется в фазе с напряжением. Иными словами, максимумы и переходы через ноль на графиках совпадают по времени.

Это наиболее простой вариант — по смыслу он ближе всего к тому, что уже известно по закону Ома и расчётам мощности.

Конденсатор по своей природе заряжается и разряжается. В цепи переменного тока это приводит к тому, что ток начинает меняться раньше, чем напряжение успевает дойти до максимума.

Поэтому при ёмкостной нагрузке ток опережает напряжение.

Это характерная особенность ёмкостной цепи: кривая тока как будто сдвинута вперёд относительно кривой напряжения.

Индуктивность встречается в катушках, дросселях, трансформаторах, электродвигателях — везде, где есть обмотки. Такая нагрузка обладает «инерцией» по току.

Пока напряжение увеличивается, ток не успевает вырасти сразу. Поэтому ток запаздывает относительно напряжения.

Иными словами, в индуктивной цепи максимум тока наступает позже, чем максимум напряжения.

Для переменного тока выделяют три типа мощности.

Полная мощность определяется как произведение напряжения на ток и измеряется в ВА.

Активная мощность измеряется в ваттах и расходуется на полезную работу: тепло, свет, звук, вращение.

Реактивная мощность напрямую не превращается в полезный результат, но всё равно циркулирует по проводам и дополнительно нагружает сеть.

PF (cosφ), он же коэффициент мощности, показывает, какая часть полной мощности превращается в активную.

Проще говоря, это отношение активной мощности к полной. Чем ближе PF к 1, тем меньше реактивной составляющей в системе.

При низком PF для той же полезной мощности по кабелю приходится пропускать больший ток. В итоге сильнее нагружаются провода, автоматы, трансформаторы и блоки питания.