Váltakozó áramú teljesítmény

Különbség DC-hez képest

Egyenáram esetén a teljesítmény a feszültség és áramerősség szorzata. Váltakozóáramnál három különböző teljesítmény van meghatározva, mivel a feszültség és áram közötti különbség negatív teljesítményt generál.

Hatásos teljesítmény

A hatásos teljesítmény az a hasznos (másnéven aktív) teljesítmény, amely a fogyasztó használata során a kívánt mechanikai energiává, fényenergiává vagy hőenergiává alakul át. Jele P, mértékegysége Watt [W].

Számítása:

$ P[W] = U_{RMS} ⋅ I_{RMS} ⋅ cos(\varphi_U - \varphi_I) $

$ P = \dfrac{1}{2} ⋅ U_{cs} ⋅ I_{cs} ⋅ cos(\varphi_U - \varphi_I) $

Meddő teljesítmény

A meddő teljesítmény az áramkörben lévő tekercsek és kondenzátorok gerjesztésére, töltésére és kisütésére elvesztegetett teljesítmény átlagértéke. Jele Q, mértékegysége Volt-amper-reaktív [VAR]. Ha negatív, akkor az áramkörben kondenzátorok dominálnak (kapacitív), ha pozitív, akkor a tekercsek dominálnak (induktív).

Számítása:

$ Q[V \! AR] = U_{RMS} ⋅ I_{RMS} ⋅ sin(\varphi_U - \varphi_I) $

$ Q = \dfrac{1}{2} ⋅ U_{cs} ⋅ I_{cs} ⋅ sin(\varphi_U - \varphi_I) $

Látszólagos teljesítmény

Az effektív feszültség és áram szorzata a látszólagos, másnéven összteljesítmény. A hatásos (P) és meddő (Q) teljesítmények segítségével is számolható a Pitagorasz-tétel szerint. Jele S, mértékegysége Volt-amper [VA].

Számítása:

$ S[V \! A] = U_{RMS} ⋅ I_{RMS} $

$ S = \dfrac{1}{2} ⋅ U_{cs} ⋅ I_{cs} $

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

Teljesítmény tényező

A teljesítmény tényező (Power Factor) a hatásos és látszólagos teljesítmény aránya, amellyel megadja, hogy a befektetett munka mekkora arányban fordítódik valódi munkavégzésre. Értéke ideálisan 1 (=100%), ami akkor lehetséges, ha nincs fáziskülönbség feszültség és áram között. A meddő teljesímény rontja ezt a tényezőt.

Számítása:

$ PF = \dfrac{P[W]}{S[V \! A]} = cos(\varphi_U - \varphi_I) $

Meddő teljesítmény hátrányai

Noha a meddő teljesítmény elvesztegetett munkát jelent, az áramot mégis szükséges eljuttatni az erőműből a fogyasztóig. A teljesítmény nem hasznosul, de az elektromos hálózat kábelei és egyéb komponensei mégis melegebbek lesznek, emiatt csökken a rendszer hatásfoka.

Az erőműveknek és az átviteli hálózatnak képesnek kell lenniük a meddő teljesítmény kezelésére, ami több berendezést és nagyobb karbantartást igényel, növelve ezzel a működési költségeket. Az energiaszolgáltatók büntetést szabhatnak ki a túlzott meddő teljesítmény felhasználásáért.