Je směr toku výkonu v každém časovém okamžiku stejný?

[petr16289]

Mame induktivní spotřebič s účiníkem 0,8.
Je směr toku výkonu na přívodním vodiči v každém časovém okamžiku stejný?

[Martin H.]

Mame induktivní spotřebič s účiníkem 0,8.
Je směr toku výkonu na přívodním vodiči v každém časovém okamžiku stejný?

Nie je.

Smer prenosu závisí od polarity súčinu okamžitých hodnôt napätia a prúdu. Kladné hodnoty znamenajú prenos energie jedným smerom a záporné opačným (nulový prenos pre jednoduchosť neuvažujme). Inými slovami ide o to, či má hodnota prúdu vždy rovnaké znamienko ako napätie. Pri účinníku +1,0 má vždy; pri -1,0 nikdy a vo všetkých ostatných prípadoch sa to strieda.

[Martin1548]

Mame induktivní spotřebič s účiníkem 0,8.
Je směr toku výkonu na přívodním vodiči v každém časovém okamžiku stejný?

Směr toku výkonu na jednotlivém vodiči se v elektrorozvodné síti 50Hz změní 100x za sekundu z principu. Pokud uvažujeme vedení jako celek, potom pro jakýkoliv spotřebič s účiníkem různým od 1 se směr toku výkonu opět mění 100x za sekundu, pro účiník rovno 1 teče výkon pouze jedním směrem trvale.

[Lubomír Jindra]

Vodiči neprotéká výkon ale proud, slovní spojení "protéká výkon" je zavádějící. Ostatně to je asi účel tohoto hezkého chytáku, na který tak hezky skočili dva přispěvatelé výše  :)

[Jiří Buben]

Nie je.

Smer prenosu závisí od polarity súčinu okamžitých hodnôt napätia a prúdu. Kladné hodnoty znamenajú prenos energie jedným smerom a záporné opačným (nulový prenos pre jednoduchosť neuvažujme). Inými slovami ide o to, či má hodnota prúdu vždy rovnaké znamienko ako napätie. Pri účinníku +1,0 má vždy; pri -1,0 nikdy a vo všetkých ostatných prípadoch sa to strieda.

On existuje účiník -1,0? Já jsem žil v domnění, že cos fi nabývá hodnot od 0 do 1 a pouze se rozlišuje zda se jedná o induktivní nebo kapacitní. Ideální kapacita, nebo indukčnost mají fázový posuv mezi proudem a napětím 90°. Z matematického hlediska je jedno, jestli si definujeme, že budeme označovat fázový posuv kapacity +90 neboť proud předbíhá napětí, a -90 u cívky protože tam se proud opožďuje za napětím. Vždy bude vycházet cos fí v kladných hodnotách. Aby nabyl účiník hodnotu -1 musela by existovat součástka s fázovým posuvem 180°.

[Jirka Š. Svejkovský]

Směr energie je vždy stejný, a to od zdroje ke spotřebiči. Představte si zdroj, jako něco, co do elektronů strká a spotřebič jako něco, co jim klade odpor. Síla, kterou zdroj potřebuje na překonání toho odporu se nazývá výkon. Není důležité, ze které strany do toho zrovna strká. Představte ruční pumpu na staré hasičské stříkačce.

[Martin H.]

Vodiči neprotéká výkon ale proud, slovní spojení "protéká výkon" je zavádějící. Ostatně to je asi účel tohoto hezkého chytáku, na který tak hezky skočili dva přispěvatelé výše  :)

No vidíte, aký som naivný...

On existuje účiník -1,0? Já jsem žil v domnění, že cos fi nabývá hodnot od 0 do 1 a pouze se rozlišuje zda se jedná o induktivní nebo kapacitní. Ideální kapacita, nebo indukčnost mají fázový posuv mezi proudem a napětím 90°. Z matematického hlediska je jedno, jestli si definujeme, že budeme označovat fázový posuv kapacity +90 neboť proud předbíhá napětí a -90 u cívky, protože tam se proud opožďuje za napětím. Vždy bude vycházet cos fí v kladných hodnotách. Aby nabyl účiník hodnotu -1 musela by existovat součástka s fázovým posuvem 180°.

To mi kázalo moje matematické ja doplniť pre úplnosť. Išlo mi len o fázový posun dvoch sínusoviek vo všeobecnosti.

Záporný účinník (posun od 90 do 180°) teoreticky znamená, že výkon dodáva spotrebič do zdroja. To samozrejme žiadna pasívna súčiastka nedokáže, iba druhý zdroj.

Možno pri rekuperačnom brzdení  sa môže niečo podobné stať, že "spotrebič" cudzou silou indukuje napätie proti zdroju, ale nechcem rozosmievať odborníkov medzerami v mojich znalostiach.

[Jirka Š. Svejkovský]

Záporný účiník (s jedním n) neexistuje, protože neexistuje záporný kosínus kladného úhlu.
Při rekuperaci se ze spotřebiče stává zdroj.

[Martin H.]

Při rekuperaci se ze spotřebiče stává zdroj.

Naše dva pohľady na tú istú vec sú podľa mňa ekvivalentné.
- buď vymeníte nálepky "spotrebič" a "zdroj", alebo
- otočíte smer od spotrebiča k zdroju o 180° a dostanete sa do záporných kosínov

[Kolemjdoujci]

Já zase tu otázku pochopil trošku jinak a to zda může být i záporný výkon. (zle) špatné pojmenovaní, ale doufám, že zdešní odborníci odpustí :-d

Pokud budem brát, že účiník se rovná 1 tak bude okamžitý výkon vždy kladný, kromě případu průchodu napětí a proudu 0. Výkon je kladný, i když bude perioda v záporné části, protože z matematiky, když se násobí dvě záporná čísla tak výsledek je kladný. :-d
U fázového posunu se situace trošku komplikuje a z matematického hlediska opravdu může být výkon záporný. A to v době kdy napětí projde do záporné části a proud je v kladné části.
na Wikipedii jsem našel hezký obrázek:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:AC_power_graph_f0.8.svg

Omlouvám se za nějaké nepřesnosti, ze školy jem už 10 let pryč a elektro mám pouze jako koníček. :)

[Fuk Tomáš]

Abychom v tom tedy udělali trochu pořádek.

Vodičem teče proud, a přenáší tak energii. Proti formulaci, že vodičem teče výkon/energie bych tedy nic zásadního nenamítal.

Jak správně uvádí Martin H, okamžitý přenášený výkon je roven součinu okamžitých hodnot napětí mezi napájecími vodiči a proudu protékajícího těmito vodiči. Pokud je absolutní hodnota účiníku = 1, je tento směr stálý. Pokud je absolutní hodnota účiníku <1, tento směr se při frekvenci sítě 50 Hz stále střídá, a to s dvojnásobnou frekvencí. Rozdíl mezi množstvím energie proteklé "tam" a "zpět" za jednotku času je pak činný příkon spotřebiče.

Záporná hodnota účiníku sice z jeho základní definice neexistuje, ale používá se u čtyřkvadrantních elektroměrů právě pro rozlišení směru dodávky (čímž se ovšem nemyslí ono střídání odběr-dodávka u jalové složky, ale "globální" směr zprůměrovaný přes celou periodu 50 Hz).

[Jirka Š. Svejkovský]

Uff. Mrkněte na princip 4Q elektroměru. Je tam spousta záporných hodnot, ani jedna se netýká účiníku.

[Fuk Tomáš]

U některých 4Q elměrů jsem se s tím setkal. Je v principu jedno, jestli se to znaménko mínus napíše k výkonu nebo k účiníku - je to jenom otázka konvence.

Edit: zkusil jsem letmo nějaký takový elměr, který operuje se zápornou hodnotou účiníku, pohledat. Našel jsem např. EME303.

[Jirka Š. Svejkovský]

Z tohoto úhlu pohledu lze souhlasit.

[Jiří Schwarz]

Možná bych si to dokázal představit jinak.
Čistě prakticky.

AC zdroj. Zatížím kondenzátorem.
Jak stoupá okamžité napětí, kondenzátor se nabíjí, v okamžiku, kdy je okamžité napětí na maximální hodnotě, je proud nulový, jakmile začne okamžité napětí klesat, začíná proud téci obráceně, tedy z kondenzátoru "se tlačí" zpátky do zdroje, ale protože proud "předbíhá napětí" a polarita proudu se změní dříve, než polarita napětí, dal by se stav popsat i tak, že po jistou dobu "jde výkon zpátky do zdroje".

Ale je to výkon "jalový", pouze se "přelévá" tam a zpátky, ale neodevzdá žádný výkon, jen "zbytečně" zatěžuje vedení.

[Rozmahel Vladimír]

Otázka je položena nejednoznačně. Záleží taky na charakteru zátěže: Síť AC.
činná zátěž  - proud i výkon teče směrem ke spotřebiči
induktivní zátěž - činný i jalový výkon teče ke spotřebiči
kapacitní zátěž - činný výkon teče ke spotřebiči, jalový výkon se vrací do sítě

[Lubomír Jindra]

Vodičem teče proud, a přenáší tak energii. Proti formulaci, že vodičem teče výkon/energie bych tedy nic zásadního nenamítal.

Jak správně uvádí Martin H, okamžitý přenášený výkon je roven součinu okamžitých hodnot napětí mezi napájecími vodiči a proudu protékajícího těmito vodiči. Pokud je absolutní hodnota účiníku = 1, je tento směr stálý. Pokud je absolutní hodnota účiníku <1, tento směr se při frekvenci sítě 50 Hz stále střídá, a to s dvojnásobnou frekvencí. Rozdíl mezi množstvím energie proteklé "tam" a "zpět" za jednotku času je pak činný příkon spotřebiče.

Dovolím si nesouhlasit.
Obvodem protéká proud a na spotřebiči se díky jeho indukčnímu odporu atd. uvolňuje část výkonu dodávaného zdrojem (tak zvaný činný výkon). Ostatní proud zůstává nevyužitý (tak zvaný jalový výkon) a protéká obvodem bez využití, bez přeměny v jakýkoli "výkon". Přísně fyzikálně vzato proto nelze tvrdit, že "výkon mění směr", směr mění pouze proud, protože je střídavý. Střídavý výkon neexistuje.

Tvrzení že "směr výkonu souvisí s frekvencí sítě 50Hz" i v souvislosti s účiníkem (fázový posun napětí a proudu) považuji za tak nepřesné a zavádějící, že si ho troufám označit až za nesmyslné. Podívejme se znovu pozorně jak zněla otázka:

Je směr toku výkonu na přívodním vodiči v každém časovém okamžiku stejný?

Pro lepší pochopení přikládám schéma jednoduchého obvodu. Možná tazatel myslel otázku jinak a pak se ale špatně vyjádřil. Mě to přijde jako úmyslně matoucí otázka, kterou pokládá žákům nějaký zlomyslný kantor kdesi na škole  ;) Má odpověď by byla, že zadání je nesmyslné.

[Jirka Š. Svejkovský]

kapacitní zátěž - činný výkon teče ke spotřebiči, jalový výkon se vrací do sítě

A pokud je této jaloviny příliš, distributor se začne zlobit. Přestávají pak fungovat některá zařízení. Platí pro velkoodběratele.