Trofazno napajanje: aktivno, reaktivno, puno

Vrijednosti ukupne aktivne i ukupne jalove snage trofaznog kruga jednake su zbroju aktivne i jalove snage za svaku od tri faze A, B i C. Ova izjava je ilustrirana sljedećim formule:

ovdje su Ua, Ub, Uc, Ia, Ib, Ic vrijednosti faznih napona i struja, a φ je fazni pomak.

Kada je opterećenje simetrično, odnosno u uvjetima kada su aktivna i jalova snaga svake od faza međusobno jednake, da bi se dobila ukupna snaga višefaznog kruga, dovoljno je vrijednost fazne snage pomnožiti s broj uključenih faza. Ukupna snaga se određuje na temelju dobivenih vrijednosti njegovih aktivnih i reaktivnih komponenti:

U gornjim formulama, fazne vrijednosti veličina mogu se izraziti u smislu njihovih linearnih vrijednosti, koje će se razlikovati za sheme spajanja zvijezda ili trokut za korisnike, ali će formule snage u konačnici biti iste:

Iz gornjih izraza proizlazi da bez obzira na shemu spajanja prijemnika električne energije, bilo da se radi o trokutu ili zvijezdi, ako je opterećenje simetrično, tada će formule za pronalaženje snage imati isti oblik, kako za trokut i za zvijezdu:

Ove formule prikazuju linearne vrijednosti napona i struje i pišu se bez indeksa. Obično se nalazi takva notacija, bez indeksa, to jest, ako nema indeksa, onda mislimo na linearne vrijednosti.

Poseban mjerni uređaj, tzv vatmetar… Njegova očitanja određena su formulom:

u gornjoj formuli, Uw i Iw su vektori napona primijenjenog na opterećenje i struje koja teče kroz njega.

Priroda aktivnog opterećenja i fazni spojni dijagram mogu biti različiti, stoga će, ovisno o specifičnim okolnostima, spojni dijagrami vatmetra biti različiti.

Za simetrično opterećene trofazne krugove, za grubo mjerenje ukupne djelatne snage, ako nije potrebna velika točnost, dovoljan je jedan vatmetar spojen na samo jednu od faza. Nakon toga, da biste dobili vrijednost aktivne snage cijelog kruga, ostaje pomnožiti očitanja vatmetra s brojem faza:

Za četverožilni krug s neutralnom žicom, za točno mjerenje aktivne snage, potrebna su tri vatmetra, od kojih se svaki očitava i potom zbraja kako bi se dobila vrijednost ukupne snage kruga:

Ako u trofaznom krugu nema neutralne žice, tada su dva vatmetra dovoljna za mjerenje ukupne snage, čak i ako je opterećenje neuravnoteženo.

U nedostatku neutralnog vodiča, fazne struje su međusobno povezane prema Kirchhoffovom prvom zakonu:

Tada će zbroj očitanja para vatmetara biti jednak:

Dakle, ako dodate očitanja para vatmetara, dobit ćete ukupnu aktivnu snagu u trofaznom krugu koji se proučava, a očitanja vatmetara ovisit će o veličini opterećenja i njegovoj prirodi.

Gledajući vektorski dijagram struja i napona u vezi sa simetričnim opterećenjem, može se zaključiti da su očitanja vatmetara određena sljedećim formulama:

Nakon analize ovih izraza, može se shvatiti da će s čisto aktivnim opterećenjem, kada je φ = 0, očitanja dvaju vatmetara biti jednaka jedna drugoj, to jest W1 = W2.

Uz aktivni induktivitet opterećenja, kada je 0 ≤ φ ≤ 90 °, očitanja vatmetra 1 bit će manja od onih vatmetra 2, odnosno W1 60 °, očitanja vatmetra 1 bit će negativna, odnosno W1 <0.

Uz aktivno-kapacitivnu prirodu opterećenja, kada je 0 ≥ φ≥ -90 °, očitanja vatmetra 2 bit će manja od vatmetra 1, odnosno W1> W2. Na φ <-60 °, očitanja vatmetra 2 postat će negativna.