Khái niệm công suất phản kháng 41

Xét một mạch điện có tải là điện trở R và điện kháng X được cung cấp bởi điện áp: u = Umsint như hình vẽ 2.5:

Hình 2.5 Mạch điện RL đơn giản Hình 2.6: Tam giác tổng trở

Dòng điện i lệch pha với điện áp u một góc 

i = Imsin(t - )  i = Im(sint cos - sin cost) Đặt i = i’ + i’’  i’ = Im cos sint

i’’ = Im sin cost = - Im sin sin(t - 2



)

Như vậy dòng điện i là tổng của hai thành phần i’có biên độ là Im cos và cùng pha với điện áp u và thành phần i’’ có biên độ là Im sin và chậm pha so với điện áp một góc

2 

Công suất tương ứng với hai thành phần i’ và i’’ là: P = U.Icos gọi là công suất tác dụng Q = U.Isin gọi là công suất phản kháng

Theo tam giác tổng trở hình 2.6 ta có thể viết công thức công suất như sau: P = UIcos = (Z.I)( I.cos) = Z.I2.R Z = RI2

và Q = UIsin = (Z.I)( I.sin) = Z.I2.X Z = XI2

Vậy công suất phản kháng của một nhánh bất kỳ nói lên cường độ của quá trình dao động năng lượng của nhánh đó.

S = P + Q gọi là công suất biểu kiến

Ta có thể biểu diễn mối quan hệ giữa S, P và Q như ( hình 2.7) sau:

Hình 2.7: Tam giác công suất

Các thành phần mang điện kháng hay điện dung trong mạng điện sẽ sử dụng công suất phản kháng. P U U.Icos  U.Isin Q S

Công suất phản kháng được tiêu thụ ở động cơ không đồng bộ, máy biến áp, trên đường dây điện và mọi nơi có từ trường. Yêu cầu công suất phản kháng chỉ có thể giảm đến tối thiểu chứ không thể triệt tiêu được vì nó cần thiết để tạo ra từ trường, yếu tố trung gian cần thiết trong quá trình chuyển hoá điện năng. Theo thống kê thì yêu cầu công suất phản kháng được chia như sau:

- Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 70-80% - Máy biến áp tiêu thụ 15-25%

- Đường dây điện và các phụ tải khác 5%