1.1.5. Электрическая энергия и мощность

Электрическая энергия — это способность электромагнитного поля производить работу, преобразовываясь в другие виды энергии.

Электроэнергия — наиболее совершенный и универсальный вид, сравнительно легко преобразующийся в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую, химическую и др.

Совершение работы связано с перемещением зарядов через элементы, обладающие сопротивлением. Единица измерения электроэнергии (работы) — джоуль (Дж). Она соответствует работе по перемещению заряда в один кулон между точками цепи с напряжением в один вольт: 1 Дж = 1 В • 1 Кл.

Электрическая мощность — это работа по перемещению электрических зарядов в единицу времени.

Дж Единица измерения мощности — ватт (Вт), Вт =Дж/с.

Различают активную, реактивную и полную мощности. Активная мощность — это мощность, связанная с преобразованием электроэнергии в тепловую или механическую энергию.

В цепях постоянного тока активная мощность, Вт,

Р = U I = I²R, в цепях переменного синусоидального тока

Р = U I cos  = I²R

где U — действующее значение напряжения. В, U = ;

I — действующее значение тока. A, I= .

— угол сдвига между векторами напряжения и тока, град.

Реактивная (индуктивная) мощность в цепях переменного синусоидального тока в установившихся режимах связана с созданием магнитных полей в элементах цепи и покрытием потерь на так называемые магнитные поля рассеяния этих элементов. Q_L= U I sin  = I²X_L .

Реактивная (емкостная) мощность в цепях переменного синусоидального тока в установившихся режимах направлена на создание электрических полей в диэлектрических средах элементов цепи.

Q_C= U I cos  = I²X_C.

Единица измерения реактивной мощности — вар.

В цепях постоянного тока в установившихся режимах реактивные мощности равны нулю.

Полная мощность элемента в цепи переменного синусоидального тока определяется как геометрическая сумма активной и реактивной мощностей: или S = UI, или S = I² z,

где z = — полное сопротивление цепи. Ом. Единица измерения полной мощности — В-А