Активная мощность
Произведение мгновенных значений напряжения u и тока называется мгновенным значением мощности или мгновенной мощностью:
. (2.19)
Мгновенная мощность характеризует скорость преобразования электрической энергии в цепи в данный момент времени. В цепи с сопротивлением rмгновенная мощность показывает скорость преобразования электрической энергии в тепловую:
. (2.20)
Подставив в формулу (2.20) выражения для тока (2.1) и напряжения (2.2), получим:
,
так как , a , то
. (2.21)
Выражение мгновенной мощности (2.21) можно преобразовать следующим образом:
,
где .
Следовательно, активная мощность имеет постоянную составляющую UI и переменную , изменяющуюся с двойной частотой.
Мощность в течение всего периода положительна, так как электрическая энергия превращается в тепловую независимо от направления тока в цепи. Значение мощности p изменяется от нуля при (в момент времени t = 0; t = Т/2; t= Т) до положительного максимума при токе и (моменты времени t= Т/4; t= 3Т/4).
Средняя за период мощность цепи с сопротивлением r равна произведению действующих значений напряжения и тока цепи.
Средняя мощность
. (2.22)
Средняя за период мощность цепи называется активной мощностью.
Средняя или активная мощность характеризует среднюю скорость необратимого преобразования электрической энергии в тепловую, световую, механическую, химическую и др. виды энергии.
При определении энергии, которая расходуется в течение длительных промежутков времени, во много раз превосходящих период, используют понятие активной мощности. При определении энергии, расходуемой в течение долей периода, используют понятие мгновенной мощности.
В Международной системе единиц измерения СИ единицей мощности служит ватт (Вт) – мощность, при которой в каждую секунду 1 Дж электрической энергии преобразуется в другой вид энергии:
1 Вт = 1 Дж/ 1 с.
Из формулы ( 2.22 ) видно, что [ Р ] = [ U I ] = В А, т.е. 1 Вт = 1В 1А.