Калькулятор компенсации реактивной мощности

Активная мощность P (Вт):

Полная мощность S (ВА):

Напряжение U (В):

Частота f (Гц):

Желаемый cosφ (0–1):

Рассчитать

Гистограмма мощностей

Углы мощности

Онлайн-калькулятор предназначен для расчёта необходимой реактивной мощности компенсации и оценки улучшения коэффициента мощности (cosφ) в однофазной цепи.

Основные параметры, используемые в расчёте:

• Активная мощность \(P\) (Вт) — полезная мощность, потребляемая нагрузкой.
• Полная мощность \(S\) (ВА) — общая мощность с учётом реактивной составляющей.
• Напряжение \(U\) (В) — напряжение в сети.
• Частота \(f\) (Гц) — частота переменного тока. Влияет на величину реактивной мощности и расчёт емкости конденсатора.
• Желаемый коэффициент мощности \(\cos \varphi_{new}\) (0–1) — желаемое значение после компенсации.

Реактивная мощность связана с индуктивными и ёмкостными элементами цепи, и её величина пропорциональна частоте переменного тока. Чем выше частота, тем больше реактивная мощность при том же значении ёмкости или индуктивности. Поэтому частота нужна для точного расчёта необходимой компенсации.

Пример 1: Индуктивная нагрузка

Дано:

• Напряжение \(U = 220\,В\)
• Ток \(I = 10\,А\)
• Фазовый сдвиг \(\varphi = 36^\circ\)

Вычисления:

• Активная мощность:
  \[
  P = U \times I \times \cos \varphi =
  \]
  \[
  = 220 \times 10 \times \cos 36^\circ =
  \]
  \[
  = 220 \times 10 \times 0.809 = 1779.8\,Вт
  \]
• Реактивная мощность:
  \[
  Q = U \times I \times \sin \varphi =
  \]
  \[
  = 220 \times 10 \times \sin 36^\circ =
  \]
  \[
  = 220 \times 10 \times 0.588 = 1293.6\,ВАр
  \]
• Полная мощность:
  \[
  S = U \times I = 220 \times 10 = 2200\,ВА
  \]
• Коэффициент мощности:
  \[
  \cos \varphi = \frac{P}{S} = \frac{1779.8}{2200} = 0.809
  \]

Пример 2: Ёмкостная нагрузка

Дано:

• Напряжение \(U = 380\,В\)
• Ток \(I = 15\,А\)
• Фазовый сдвиг \(\varphi = -40^\circ\) (отрицательный для ёмкостной нагрузки)

Вычисления:

• Активная мощность:
  \[
  P = U \times I \times \cos \varphi =
  \]
  \[
  = 380 \times 15 \times \cos(-40^\circ) =
  \]
  \[
  = 380 \times 15 \times 0.766 = 4366.2\,Вт
  \]
• Реактивная мощность:
  \[
  Q = U \times I \times \sin \varphi =
  \]
  \[
  = 380 \times 15 \times \sin(-40^\circ) =
  \]
  \[
  = 380 \times 15 \times (-0.643) = -3665.7\,ВАр
  \]
• Полная мощность:
  \[
  S = U \times I = 380 \times 15 = 5700\,ВА
  \]
• Коэффициент мощности:
  \[
  \cos \varphi = \frac{P}{S} = \frac{4366.2}{5700} = 0.766
  \]

Как использовать калькулятор

1. Введите активную мощность \(P\), полную мощность \(S\), напряжение \(U\), частоту \(f\) и желаемый коэффициент мощности \(\cos \varphi_{new}\).
2. Нажмите кнопку «Рассчитать».
3. Получите значения текущего и желаемого коэффициента мощности, углов, реактивной мощности и необходимой компенсации.

Калькулятор также строит гистограммы для наглядного анализа мощностей и углов фазового сдвига.

Справочная таблица

Этот инструмент будет полезен для инженеров, электриков и студентов, работающих с энергосистемами и задачами повышения эффективности энергопотребления.