Электрическая мощность

Мощность в цепи постоянного тока

Электрическая мощность
(обозначается P) – это физическая величина, характеризующая скорость передачи или превращения энергии электрического поля в другие виды энергии (тепловую, механическую и т.д.).

Электрическое поле характеризуется напряжением U. Напряжение – это величина, равная по определению  работе по перемещению пробного заряда, деленной на величину этого заряда.

Электрический ток I – это поток заряженных частиц, движущихся под действием электрического поля, или, другими словами, заряд, переносимый в единицу времени.

Исходя из этих определений, несложно сделать вывод, что мощность, т.е. работа в единицу времени, применительно к постоянному току подсчитывается таким образом:

Для участка пассивной линейной электрической цепи, где применим закон Ома, можно записать:

или

Мощность  в цепи переменного тока

В цепи с переменным током можно говорить лишь о мгновенной электрической мощности:

.

В этом случае вводят понятие активной электрической мощности как среднего за период значения мгновенной электрической мощности:

.

В случае однофазного синусоидального переменного тока это выражение принимает простой вид:

.

 где  и   – среднеквадратичные или, как их еще называют, действующие значения напряжения и тока, а   – угол сдвига фаз между ними.

Активная электрическая мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.).
Единица измерения —  ватт (обозначается 
Вт).

Электрическая мощность, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля, называется реактивной электрической мощностью. Обозначают Q. Для синусоидального тока она равна произведению среднеквадратичных или действующих  значений напряжения и тока  на синус угла сдвига фаз между ними:

.

Физический смысл реактивной электрической мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.