Elektrická energie

Elektrická energie je schopnost elektromagnetického pole konat elektrickou práci.

Z fyzikálního hlediska se jedná o fyzikální veličinu důležitou jak pro teorii elektromagnetického pole, tak pro elektrotechnické aplikace.

Elektrická energie je jednou z nejvýznamnějších forem energie z hospodářského hlediska; její výroba a přenos tvoří podstatnou část energetiky. Je proto také významnou obchodovatelnou komoditou.

Definice elektrické energie

Elektrická energie P se rovná spotřebě energie E dělená dobou spotřeby t:

P je elektrická energie ve wattech (W).

E je spotřeba energie v joulu (J).

t je čas v sekundách (s).

Příklad

Najděte elektrickou energii elektrického obvodu, který spotřebuje 120 joul po dobu 20 sekund.

Řešení:

E = 120J

t = 20 s

P = E / t = 120 J / 20 s = 6 W

Výpočet elektrické energie

P = V ⋅ I

nebo

P = I ² ⋅ R

nebo

P = V ² / R

P je elektrická energie ve wattech (W).

V je napětí ve voltech (V).

I je proud v ampérech (A).

R je odpor v ohmech (Ω).

Výkon střídavých obvodů

Vzorce platí pro jednofázové střídavé napájení.

Pro třífázové napájení střídavým proudem:

 Je _- li ve vzorci použito síťové napětí ( _VL-L ), vynásobte jednofázový výkon druhou odmocninou 3 (√ 3 = 1,73 ).

Pokud se ve vzorci použije napětí na nulové napětí ( _VL-0 ), vynásobte jednofázový výkon 3.

Skutečná síla

Skutečná nebo skutečná síla je síla, která se používá k práci na zátěži.

P = V _rms I _rms cos φ

P      je skutečná síla ve wattech [W]

V _rms   je efektivní hodnota napětí = V _vrchol / √ 2 ve voltech [V]

I _rms    je efektivní hodnota proudu = I _vrchol / √ 2 v ampérech [A]

φ      je impedanční fázový úhel = fázový rozdíl mezi napětím a proudem.

Reaktivní síla

Reaktivní síla je síla, která je zbytečná a nepoužívá se k práci na zátěži.

Q = V _rms I _rms sin φ

Q      je jalový výkon ve volt-ampér-reaktivním [VAR]

V _rms   je efektivní hodnota napětí = V _vrchol / √ 2 ve voltech [V]

I _rms    je efektivní hodnota proudu = I _vrchol / √ 2 v ampérech [A]

φ      je impedanční fázový úhel = fázový rozdíl mezi napětím a proudem.

Zdánlivá síla

Zdánlivý výkon je výkon dodávaný do obvodu.

S = V _rms I _rms

S      je zdánlivá síla ve voltampéru [VA]

V _rms   je efektivní hodnota napětí = V _vrchol / √ 2 ve voltech [V]

I _rms    je efektivní hodnota proudu = I _vrchol / √ 2 v ampérech [A]

Skutečný / reaktivní / zjevný vztah síly

Skutečná síla P a jalový výkon Q dávají dohromady zjevnou sílu S:

P ² + Q ² = S ²

P      je skutečná síla ve wattech [W]

Q      je jalový výkon ve volt-ampér-reaktivním [VAR]

S      je zdánlivá síla ve voltampéru [VA]