CCI20111111079

5-36), prosta 0'B mocy średniej, przy tych samych wartościach chwilowych napięcia i prądu, jest położona niżej. Można łatwo się przekonać, że przy większym kącie przesunięcia fazowego ęp prosta mocy średniej zajmie jeszcze niższe położenie, by w przypadku skrajnym dla <p = 90°, któremu odpowiada obciążenie czysto indukcyjne (przypadek teoretyczny), prosta mocy średniej pokryła się z osią odciętych (rys. 5-38), czyli w tym przypadku moc średnia będzie równa zeru.

Rzędne dodatnie krzywej mocy chwilowej odpowiadają mocy chwilowej pobieranej przez odbiornik, a powierzchnie ograniczone krzywą mocy chwilowej i osią odciętych zakreskowane poziomo

(rys. 5-37 i 5-38) wyrażają energię pobraną przez odbiornik. Powierzchnie zaś zakreskowane pionowo wyrażają energię oddawaną przez odbiornik do źródła. W przypadku teoretycznym obciążenia czysto indukcyjnego, moc pobierana przez cewkę w ciągu pierwszej ćwiartki okresu (rys. 5-38) zamienia się w energię pola magnetycznego. W drugiej ćwiartce okresu energia ma wartość ujemną, oznacza to, że cewka oddaje z powrotem do źródła energię nagromadzoną poprzednio w polu magnetycznym. W następnych ćwiartkach zjawisko powtarza się.

W odbiorniku mającym obok indukcyjncści opór czynny energia dodatnia dopływa ze źródła do odbiornika (rys. 5-37), w którym zamienia się na ciepło lub energię mechaniczną i cieplną (w zależności od rodzaju odbiornika) oraz w energię pola magnetycznego w indukcyjności tego odbiornika.

Energia ujemna płynie z odbiornika z powrotem do źródła, jest to energia nagromadzona poprzednio w polu magnetycznym odbiornika. Z wykresu wynika, że w ciągu okresu wartość energii dostarczonej przez źródło napięcia jest większa od wartości energii zwróconej przez odbiornik do źródła. Różnica tych wartości energii stanowi energię zużytą w odbiorniku, gdzie zamienia się ona w energię mechaniczną i cieplną lub tylko w cieplną.

Energia odpowiadająca mocy czynnej nazywa się energią czynną.

Podobnie przebiegają zmiany mocy i energii w obwodach zawierających pojemność.

Energię, która w przypadku obciążenia indukcyjnego albo pojemnościowego, albo mieszanego „wędruje” pomiędzy źródłem napięcia a odbiornikiem, nazywamy energią bierną, a odpowiadającą jej moc — mocą bierną.

Otrzymany poprzednio wzór (5-35) wyraża moc czynną prądu przemiennego pobieranego przez odbiornik mający tylko opór czynny.

Wzór ten możemy stosować jedynie wówczas, gdy prąd i napięcie są ze sobą w fazie. Natomiast, gdy napięcie jest przesunięte w fazie względem prądu, moc czynna będzie mniejsza niż iloczyn wartości skutecznych napięcia i natężenia prądu.

Rys. 5-39. Wykres wektorowy obwodu z indukcyj-nością i oporem czynnym

Rozpatrzmy to na przykładzie obwodu z indukcyjnością L i oporem czynnym R. Składowa napięcia na oporze czynnym V_R (rys. 5-39) jest w fazie z prądem, a zatem iloczyn napięcia na oporze czynnym przez natężenie prądu wyrazi moc czynną danego obwodu

P = U_R1    (5-36)

Istotnie, ponieważ U_R = RI, więc po podstawieniu otrzymamy

P = Rll = RP

skąd wynika, że cała energia czynna zmienia się w oporze czynnym obwodu na ciepło. Z wykresu wektorowego na rys. 5-39 wynika, że

U_R = U cos cp

159