Politechnika łÓdzka

13.Moc w obwodach prądu stałego. Zagadnienia przesyłania mocy i energii prądu stałego do odbiornika oddalonego.

DEF:

Mocą elektryczną – nazywamy skutek przepływu prądu przez odbiornik, przy występującym na jego zaciskach napięciu. Wymiarem mocy jest energia działająca w czasie.

W obwodach prądu stałego występuje moc prądu stałego, którą określa zależność:


.

Moc ta jest nazywana mocą czynną, ponieważ wywołuje ona ten sam skutek co moc czynna w układach prądu przemiennego:

.

Skutkiem działania mocy czynnej jest wykonana przez tę moc praca (w fizyce przesunięcie). W elektrotechnice praca jest rozumiana jako np. świecenie lamp oświetlających, napęd mechaniczny silników, skutek elektrolizy, ciepło powstałe w skutek ogrzewania itp..

Moc czynna w czasie jest rejestrowana przez urządzenia pomiarowe – liczniki energii czynnej.

Dla odróżnienia w układach prądu przemiennego występują jeszcze moc bierna Q [VAR] i moc pozorna S [VA] – jednakże w układach prądu stałego występuje tylko jeden rodzaj mocy – moc czynna P [WAT].

Jednostką mocy w układach prądu stałego jest WAT [W].

Rozważmy obwód przedstawiony na rys. 13.1, na którym przedstawiono źródło rzeczywiste prądu stałego DC zasilające odbiornik będący rezystorem R.

Rysunek 13.1 Zasilanie energią odbiornika R.
W obwodach prądu stałego, wyrażając jako moc P iloczyn napięcia U i prądu I poprzez zależność i podstawiając za otrzymuje się:


czyli .

Analogicznie – przyjmując za prąd I wyrażenie , oraz podstawiając to wyrażenie do otrzymuje się:

czyli .

Można zatem powiedzieć, że moc wywołuje skutek w obciążeniu źródła niezależnie – czy jest to rezystancja czy konduktancja.

Skutkiem mocy w obwodach prądu stałego jest działanie cieplne. W związku z tym, ważnym określeniem parametrów obciążenia jest moc znamionowa:

DEF:

Mocą znamionową odbiornika – jest to graniczna wartość mocy jaka może się wydzielić na nim w postaci ciepła, nie powodującym uszkodzenia lub powstania nieodwracalnych zmian jego parametrów.