Άεργη ισχύς

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

H άεργη ισχύς (Αγγλ. reactive power) είναι μέρος της συνολικής ισχύος που μετριέται ανάμεσα σε δύο σημεία ενός ηλεκτρικού κυκλώματος που διαρρέεται από εναλλασσόμενο ρεύμα στην περίπτωση όταν η διακύμανση της μετρούμενης ανάμεσα στα δύο αυτά σημεία τάσης (V) δεν ακολουθεί όμοια στο χρόνο τη διακύμανση της ταυτόχρονα μετρούμενης ανάμεσα στα ίδια δύο σημεία έντασης (I) -όταν δηλαδή εμφανίζεται διαφορά φάσης μεταξύ των δύο μεγεθών.

H άεργη ισχύς έχει ως σύμβολο το Q και μονάδα μέτρησης με σύμβολο το var (Αγγλ. volt-ampere reactive (var)). Σε αντιδιαστολή, η συνολική ισχύς έχει μονάδα μέτρησης το βολτ-αμπέρ με σύμβολο το VA (από το Volt-Ampere) και η πραγματική ισχύς (δηλ. αυτή που καταναλώνεται σε ιδανικές ωμικές αντιστάσεις) το βάτ με σύμβολο το W (από το Watt).

Η εμφάνιση της άεργης ισχύος οφείλεται στην παρουσία επαγωγικών ή χωρητικών στοιχείών (δηλ. πηνίων ή πυκνωτών αντίστοιχα) στο κύκλωμα, τα οποία διαρρέονται από εναλλασσόμενο ρεύμα. Τα στοιχεία αυτά αποθηκεύουν προσωρινά ηλεκτρική ενέργεια υπό τη μορφή μαγνητικού ή ηλεκτρικού πεδίου αντίστοιχα, κατά τη διάρκεια μίας ημιπεριόδου του εναλλασσομένου ρεύματος, χωρίς να την καταναλώνουν (όπως θα γινόταν π.χ. σε μια ωμική αντίσταση). Την ενέργεια αυτή την αποδίδουν πάλι πίσω στο κύκλωμα κατά την επόμενη ημιπερίοδο, με την ολοκλήρωση δηλαδή μιας περιόδου. Το αποτέλεσμα της εμφάνισης άεργης ισχύος στα επαγωγικά και χωρητικά στοιχεία ενός κυκλώματος είναι η παλινδρόμηση ρευμάτων στους αγωγούς μεταφοράς του ηλεκτρικού ρεύματος που τελικά καταναλώνεται από τις ωμικές αντιστάσεις και τις ωμικές συνιστώσες των σύνθετων αντίστασεων (εμπεδήσεων) του κυκλώματος.

Επίδραση στα ηλεκτρικά κυκλώματα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το φαινόμενο αυξάνει τις θερμικές απώλειες ενέργειας στο κύκλωμα λόγω της αναφαίρετης ωμικής συνιστώσας όλων των ηλεκτρικών στοιχείων και των αγωγών που απαρτίζουν οποιοδήποτε μη υπεραγώγιμο ηλεκτρικό κύκλωμα. Η άεργη ισχύς πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη στο σχεδιασμό των επαγωγικών και χωρητικών στοιχείων οποιουδήποτε κυκλώματος, καθώς τα επιβαρύνει αισθητά, ενώ δεν παράγεται χρήσιμο έργο από αυτήν. Το φαινόμενο της άεργης ισχύος εμφανίζεται και σε καθαρά ωμικές διατάξεις κυκλωμάτων, καθώς κανένα αμιγώς ωμικό ηλεκτρικό κύκλωμα δεν είναι ιδανικό, δηλαδή απαλλαγμένο από χωρητικές και επαγωγικές αντιστάσεις.

Εξουδετέρωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι επιδράσεις της ανεπιθύμητης άεργης ισχύος που εμφανίζεται ανάμεσα σε δύο σημεία ενδιαφέροντος του κυκλώματος (π.χ. στα άκρο που αποτελούν την είσοδο τροφοδοσίας του κυκλώματος από εναλασσόμενο ρεύμα του δικτύου) είναι δυνατόν να εξουδετερωθούν μερικώς, με την παράλληλη τοποθέτηση στα σημεία αυτά, ειδικών διατάξεων με τα κατάλληλα επαγωγικά και χωρητικά στοιχεία. Με τις διατάξεις αυτές μέρος της ενέργειας παγιδεύεται και ανταλλάσσεται ανάμεσα στα επαγωγικά και χωρητικά στοιχεία τους με τρόπο ώστε να γίνονται το δυνατόν και πάλι συμφασικές η τάση και η ένταση στο δύο σημεία του κυκλώματος, αλλά και να απορροφώνται βλαπτικές συχνότητες πέραν της κύριας επιθυμητής, όπως να αποσβαίνονται για παράδειγμα αιχμές τάσης. Το μειονέκτημα της χρήσης τέτοιων διατάξεων είναι πως επιβαρύνουν με ωμικό φορτίο το συνολικό κύκλωμα -και άρα την κατανάλωση. Το αν τελικά θα επιτευχθεί ή όχι οικονομία στη συνολική κατανάλωση ισχύος εξαρτάται από τη διάταξη και το κύκλωμα.

Πηγές άεργης ισχύος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στις οικιακές καταναλώσεις, η εμφάνιση άεργης ισχύς οφείλεται κατά κύριο λόγο στις συσκευές που περιέχουν ηλεκτροκινητήρες, όπως τα ψυγεία και τα κλιματιστικά, αλλά δευτερευόντως και σε οποιαδήποτε συσκευή με μετασχηματιστή τάσης στην είσοδο του κυκλώματος τροφοδοσίας της. Τις τελυταίες δεκαετίες, λόγω της ολοένα και μεγαλύτερης χρήσης διακοπτικών τροφοδοτικών, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία διάφορων μικρών συσκευών και την τροφοδοσία υπολογιστών και τηλεοράσεων, σημαντικό μέρος της άεργης ισχύος οφείλεται και σε αυτά.