Lankide:Yrodriguez012/Proba orria

Zirkuitu batean dabilen korronte elektrikoak, termodinamikazko edo mekanikazko lanaren bitartez, energia igorri dezake. Lan mekanikoek eta lan kimikoek sortzen duten energia elektrikoaren bidez edota zelula fotoelektrikoetan suertatzen den argi eraldaketaren bitartez elektrizitatea ekoizten da.

Karga elektrikoak daraman partikula bat toki batetik beste batera eramateko eremu elektrikoak gauzatzen dion karga unitatean eginiko lanari tentsio elektrikoa deitzen zaio. Tentsio elektrikoa egoera-aldagaia da; hau da, egindako ibilbideak ez dauka eraginik eta eremu elektrikoaren bi puntuen arteko potentzial elektrikoaren menpe dago soilik.

Itxurazko Potentzia

Itxurazko potentziaren, potentzia aktiboaren eta potentzia erreaktiboaren arteko harremana.

Korronte alternoko zirkuitu elektriko baten potentzia konplexua (zeinen magnitudea itxurazko potentzia deitzen den eta S letraz identifikatzen den), zirkuitu horrek eragingo duen xahututako potentziaren eta zirkuitu horren osagaiek erabiliko duten potentziaren batuketa bektoriala da. Xahututako potentziari potentzia aktibo edo erreala deitzen zaio (P letraz izendatuta eta wattetan (W) neurtuta), eta potentzia aktiboari esker bero edo lan bihur daiteke; bestalde, osagaiek erabiliko duten potentziari potentzia erreaktiboa deitzen zaio (Q letraz identifikatua eta voltampere erreaktiboetan (VAR) neurtuta), eta potentzia erreaktiboari esker eremu elektrikoak edota magnetikoak sor daitezke. Hau da, itxurazko potentziak zirkuitu bateko inpedantzia, Z, batekin garatuko den potentzia osoa irudikatuko du. Hona hemen aipatutako bi azpi-potentzien lotura:

$S^{2}=P^{2}+Q^{2}$

Berez, itxurazko potentzia S ez da erabilgarri potentzia-faktore batekoa denean salbu (cos φ =1). Potentzia horrek zirkuitu bateko elikadura-sareetan osagai erresistiboek kontsumitutako energia kontuan hartu ez ezik, kondentsadoreetan eta hariletan biltzen den energia ere kontuan hartzen du. Era estandarrean voltamperetan (VA) neurtu arren, eta potentzia-kopuru handiak saihesteko, kilovoltamperea (kVA) neurri-unitate moduan erabiltzen da maiz. Hona hemen itxurazko potentziaren formula:

${\displaystyle S=I^{*}\cdot V\,\!}$

Potentzia Aktibo

Potentzia aktiboa kontsumitutako batez besteko potentzia eta xurgatutako potentziaren energia elektrikoa lan bihurtzeko gai den potentzia da. Zirkuitu elektriko baten dauden gailuek energia elektrikoa beste energia mota batzuk bihurtu dezakete. Esterako: mekanika, termika, kimika, argiarena, etab.. Beraz, zirkuituak benetan kontsumitzen duen potentzia da aktiboa eta hortaz, eskaera-elektrikoa zehazteko erabiltzen den potentzia. P letraz izendatzen da eta wattetan (W) edo kilowattetan (kW) neurtzen da.

Hona hemen potentzia aktiboaren adierazpena, Ohm legearen eta inpedantzia-triangeluaren arabera:

${\displaystyle P=I_{e}\cdot V_{e}\cdot \cos \phi =I_{e}\cdot Z\cdot I_{e}\cos \phi =I_{e}^{2}\cdot Z\cdot \cos \phi =I_{e}^{2}\cdot R\,\!}{\displaystyle P=I_{e}\cdot V_{e}\cdot \cos \phi =I_{e}\cdot Z\cdot I_{e}\cos \phi =I_{e}^{2}\cdot Z\cdot \cos \phi =I_{e}^{2}\cdot R\,\!}$

Potentzia aktiboa elementu erresistiboen menpe soilik dagoela adierazten du emaitzak.

Potentzia Erreaktibo

Berez, potentzia erreaktiboa ez da kontsumitzen, ezta sortzen (sortutako potentzia erreaktibo eta kontsumitutako potentzia erreaktibo terminoak, hitzarmen hutsak dira) eta zirkuitu linealetan kondentsadoreak eta harilak daudenean soilik agertzen da. Hori dela eta, zirkuitu induktiboetan edota zirkuitu kapazitiboetan ageritako potentzia guztia erreaktiboa da.

Potentzia Erreaktibo-Induktibo

Demagun irudizko kasu bat non zirkuitu pasibo batek elementu induktibo baten eragina duen: R = 0, Xk = 0 eta Xh ≠ 0; hau da, ez dago ez erresistentziarik, ez kondentsadorerik. Harila da elementu bakarra. Elementu induktibo horri u(t) = U_max * sin(w*t) sinu formako tentsioa ezarriko zaio. Irudizko kasu honetan, zirkuituaren korronte-aldakuntzek harilaren erreaktantzia induktiboa sortuko dute. Egoera horretan; hau da, harilean tentsio alterno bat erantsita, korronte-intentsitatearen uhinak angelu-desfase maximoa izango du: 90 º atzeratuta. Zirkuitu horren uhin esanguratsua sinusoidala izango da, sarearen maiztasunaren bikoitza, simetria eta abzisa ardatzek bat egiten dutela eta, beraz, sorraraziko diren balio bereko azalera positiboak eta negatiboak txandakatu egingo dira.

Azalera positibo eta negatiboen batuketa aljebraikoak baliogabeko ondoriozko potentzia dakar. Hori txandaketa positiboetan posible da, eta harilak eremu magnetikoa sor dezan zirkuituak saretik hartzen du energia; ostera, txandaketa negatiboetan, zirkuituak sarera atzera bueltatzen du hartutako energia eta, bueltatutako energiagatik, harilaren eremu magnetikoa desagertzen da. Berez, joan-etorriko energia honek ez du lanik egiten eta, haren eginkizuna dela medio, oszilatze energia izena hartzen du. Potentzia honek zerotik $(Umax*Imax)/2$-ra balioak hartzen ditu bai norabide positiboan, bai negatiboan. Hori dela eta, eta aipatutako egoeran, P = 0 eta harilaren erreaktantzia induktiboa aurkako faktore bakarra denez, zirkuituaren intentsitate efikazaren balioa hau da:

$I={\frac {U}{X_{L}}}={\frac {U}{2\cdot \pi \cdot f\cdot L}}\,\!$

Zirkuitu induktibo puruetan, potentzia aktiborik egon ez arren, potentzia erreaktibo-induktiboa ageri daiteke eta hau da potentzia horren balioa:

$Q_{L}=I^{2}\cdot X_{L}\,\!$

Zirkuitu induktibo puru honetan ikus daitekeen moduan, korrontearen I eta tentsioaren V arteko angelu-desfasea 90 º-koa da. Gainera, eta grafikoan agertzen den moduan, tentsioak eta korronteak, biek batera, azalera positiboa edo negatiboa duten bitartean, potentziak, azalera positiboa izango du; ostera, azalera negatiboa alderantzizko kasuan.

φ = 90 º izanik, voltampere erreaktiboetan (VAR) neurtuta eta Q letraz adierazita. Haren adierazpenetik, potentzia elementu erreaktiboen menpe soilik dagoela egiaztatzen da.

$Q=I\cdot V\cdot \sin \phi =I\cdot Z\cdot I\cdot \sin \phi =I^{2}\cdot Z\cdot \sin \phi =I^{2}\cdot X=I^{2}\cdot (X_{L}-X_{C})=S\cdot \sin \phi \,\!$

Kontzeptualki, joan-etorriko potentzia da potentzia erreaktiboa; hau da, osagai batzuk (harilak eta kondentsadoreak) energia biltzen dutela esaten denean, energia hori behin eta berriz bildu eta bueltatu egiten dela adierazi nahi da. Haatik, osagai hauek arazo larria dute: korronteak egiten duen joan-etorri horietan energia galtzen da.

Energia-galtzea saihestu egin behar da; beraz, galdutako energia-kopurua txikiagotzeko potentzia erreaktibo-induktiboa potentzia erreaktibo-kapazitiboarekin orekatzen da. Konpentsazioarekin, energia horrek ez bidaiatzea eta, hortaz, bidaia horretan energiarik ez galtzea lortuko da. Potentzia erreaktibo bien oreka-prozesuari potentzia-faktorearen konpentsazioa deitzen zaio, eta batetik ahalik eta hurbilen egotea lortu behar da.

Potentzia Erreaktibo-Kapazitibo

Zirkuitu kapazitibo batean garatutako potentzia guztia da. Demagun irudizko kasu bat non zirkuitu pasibo batek elementu kapazitibo baten eragina duen: R = 0, Xk ≠ 0 eta Xh = 0; hau da, ez dago ez erresistentziarik, ez harilik. Kondentsadorea da elementu bakarra. Elementu kapazitibo horri u(t) = U_max * sin(w*t) sinu formako tentsioa ezarriko zaio. Irudizko kasu honetan, zirkuituaren korronte-aldakuntzek kondentsadorearen erreaktantzia kapazitiboa sortuko dute. Korrontea, kondentsadorea behin eta berriz kargatu eta deskargatuko duena, aplikatutako tentsioa baino 90 º aurreratuago egongo da.

Izan ere, eta harilarekiko arrazoi berengatik, potentzia erreaktibo honek zerotik $(Umax*Imax)/2$-ra balioak hartzen ditu bai norabide positiboan, bai negatiboan. Uhin horren txandaketak azalera positiboan lan egiten duenean, kondentsadorearen plakak saretik karga hartzen duen aldiari dagokio; hortaz, azalera negatiboan lan egiterakoan, kondentsadorearen plakak energia guztia sarera bueltatzen duenaren aldietan dagoela adierazi nahi du. Potentzia horretan ere azalera positibo eta negatiboen batuketa aljebraikoak baliogabeko ondoriozko potentzia ematen du, eragindako azalera horiek eta induktiboaren balioak berak eta kontrakoak baitira.

Potentzia aktiboaren balioa hutsa da, eta kapazitatearen erreaktantzia induktiboa aurkako faktore bakarra denez, zirkuituaren intentsitate efikazaren balioa hau da:

$I={\frac {U}{X_{C}}}=U\cdot 2\cdot \pi \cdot f\cdot C\,\!$

Zirkuitu kapazitibo puru bateko diagrama, non tentsioak korronteak baino 90 º-ko angelu-desfase atzeratuagoa daukan.

φ = 90 º izanik

Zirkuitu kapazitibo puruetan, potentzia aktiborik egon ez arren, potentzia erreaktibo-kapazitiboa ageri daiteke eta hau da potentzia honen balioa:

$Q_{C}=I^{2}\cdot X_{C}\,\!$

${\displaystyle Q_{C}=V^{2}/X_{C}\,\!}$

OHARRA: Indarreko hitzarmenen arabera, korronte alternoko zirkuituetan potentziarekin lan egiterakoan, potentzia erreaktibo-kapazitiboak balio negatiboa hartzen du (< 0).