กำลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

จำนวนผู้เยี่ยมชมหน้านี้

              
             ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ค่ากำลังไฟฟ้าสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิด คือ

              1. กำลังไฟฟ้าปรากฏ (Apparent Power) เป็นกำลังไฟฟ้าที่เกิดจากการนำค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรและแรงดันไฟฟ้าในวงจรมาคูณกัน ซึ่งจะเป็นกำลังไฟฟ้าทั้งหมดที่แหล่งจ่ายจ่ายให้กับโหลด

              กำลังไฟฟ้าปรากฏ เราจะใช้สัญลักษณ์แทนด้วยตัว S มีหน่วยเป็น โวล์ตแอมป์ (VA)

              สามารถหาค่าได้จากสูตร

                         S = EI    

                เมื่อ    S = กำลังไฟฟ้าปรากฏ มีหน่วยเป็น โวล์ตแอมป์ (VA)

                         E = แรงดันไฟฟ้า มีหน่วยเป็น V

                         I = กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็น A

              2. กำลังไฟฟ้าจริง (Real Power, True Power) เป็นกำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริงที่โหลด ( R ) ซึ่งเป็นกำลังที่เกิดขึ้นที่โหลดสามารถวัดได้โดยวัตต์มิเตอร์ หรือได้จากการคำนวณโดยการนำค่าแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และค่า cos ของมุมที่ต่างเฟสกันของกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า มาคูณกัน

              กำลังไฟฟ้าจริง เราจะใช้สัญลักษณ์แทนด้วยตัว P มีหน่วยเป็น วัตต์ (W)

              สามารถหาค่าได้จากสูตร 

                        P = EIcosq   

                เมื่อ    P = กำลังไฟฟ้าจริง มีหน่วยเป็น วัตต์ (W)

                         E = แรงดันไฟฟ้า มีหน่วยเป็น V

                         I = กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็น A

                        q = มุมต่างเฟสของแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้าในวงจร

               หรือสามารถหาได้จาก สูตร

                       P = (I_R)²R

               เมื่อ I_R = กระแสที่ไหลผ่านความต้านทาน

                      R = ค่าความต้านทานของตัวต้านทานในวงจร

              3. กำลังไฟฟ้าต้านกลับ (Reactive Power) เป็นกำลังไฟฟ้าที่เกิดจากผลของโหลดที่เป็นตัวเหนี่ยวนำหรือโหลดที่มีส่วนประกอบจากขดลวด และโหลดที่เป็นตัวเก็บประจุ เนื่องจากโหลดทั้งสองชนิดจะมีค่าความต้านทานเชิงซ้อนเกิดขึ้นเมื่ออยู่ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ และความต้านทานเชิงซ้อนดังกล่าวจะทำให้แรงดันและกระแสไฟฟ้าเกิดการต่างเฟสกันขึ้นทำให้เกิดเป็นกำลังไฟฟ้าที่ไม่ก่อให้เกิดกำลังงาน หรือไฟฟ้าสูญเสียนั่นเอง

             กำลังไฟฟ้าต้านกลับ เราจะใช้สัญลักษณ์แทนด้วยตัว Q มีหน่วยเป็น วาร์ (VAR)

             สามารถหาค่าได้จากสูตร 

                        Q = EIsinq

                เมื่อ    Q = กำลังไฟฟ้าต้านกลับ มีหน่วยเป็น วาร์ (VAR)

                         E = แรงดันไฟฟ้า มีหน่วยเป็น V

                         I = กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็น A

                        q = มุมต่างเฟสของแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้าในวงจร

ตัวอย่างที่ 1  การหาค่ากำลังไฟฟ้าในวงจรอนุกรม
จากวงจรไฟฟ้า จงหากำลังไฟฟ้า P, Q และ S

วิธีทำ

1. หาค่ากระแสของวงจร

  E = 40 Ð0° V

          I = 0.8 Ð-53° A

2. หามุมต่างเฟสกันของแรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า ( q )

จากค่ากระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า นำมาเขียนเฟสเซอร์ไดอะแกรม จะได้ดังภาพด้านล่าง

จะเห็นว่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจะมีมุมห่างกัน อยู่ 53 องศา โดยกระแสไฟฟ้าจะตามหลังแรงดันไฟฟ้า แสดงว่าวงจรนี้จะมีเฟสล้าหลัง

           ดังนั้น เราจะได้มุมต่างเฟสกันของแรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า

           q = 53°  ล้าหลัง

นอกจากนี้ เราสามารถหาค่า cosq   ได้จากสูตร 

          cosq  = R / Z

                   = 30 / 50

                   = 0.6

    จากนั้น หาค่า

          cosq  = 0.6

                   q  = cos^-1 0.6

                  = 53°   ล้าหลัง เนื่องจากในวงจรมีค่า  X_L มากกว่า X_C

หรือสามารถหาได้จาก

                    = 53°    ล้าหลัง เนื่องจากในวงจรมีค่า  X_L มากกว่า X_C

3. เมื่อเราทราบค่า E, I และ q  เราก็จะสามารถหากำลังไฟฟ้าต่างๆ ของวงจรได้ ต่อไปดังนี้

   หาค่ากำลังไฟฟ้าปรากฏ

        จากสูตร        S = EI    

                             = 40 x 0.8

                             = 32 VA

    หาค่ากำลังไฟฟ้าจริง

        จากสูตร        P = EIcosq  

                             =  40 x 0.8 x cos53°

                             = 32 x 0.6

                             = 19.2 W

    หาค่ากำลังไฟฟ้าต้านกลับ

        จากสูตร        Q = EIsinq  

                             =  40 x 0.8 x sin53°

                             = 32 x 0.8

                             = 25.6 VAR

ตัวอย่างที่ 2  การหาค่ากำลังไฟฟ้าในวงจรขนาน

            จากวงจรไฟฟ้า จงหากำลังไฟฟ้า P, Q และ S

ขออภัยกำลังดำเนินการ