Reaktif Güç

Yukarıdaki şekilde görüldüğü üzere, güç grafiği bir periyot boyunca 2 kez negatif 2 kez pozitif olmuştur. Güç eşitliği trigonometrik denklemler kullanılarak çözüldüğünde aşağıdaki sonuç bulunmaktadır.

güç(t) = Vrms Irms cosφ (1+cos2wt) + Vrms Irms sinφ sin2wt

Buradan bir anlam çıkarmak için fazör diyagrama girelim. Endüktif devrede akımın gerilimden sonra geldiğini biliyoruz.

IR(t)= Ian cosφ cos(wt)      IX(t)= Ian sinφ sin(wt)

IR ifadesinin salınımı gerilim ile aynı olduğu için kosinüs ifadesi yer aldı. IX ifadesinin salınımının sinüs olması da tam olarak bundan dolayıdır. Aşağıdaki iki grafiğe bakarak nedenini daha iyi anlayabilirsiniz.

Van ile IR ifadesini çarpımı güç ifadesinin ilk kısmını verecektir. Van ile IX çarpımı ise güç denkleminin ikinci kısmını verecektir.

Güç denklemini tekrar yazalım;

güç(t)= Vrms Irms cosφ (1+cos2wt) + Vrms Irms sinφ sin2wt

Güç ifadesinin ilk kısmının salınımı (1+coswt) şeklindeydi. Kosinüs fonksiyonu -1 ile +1 arasında değer aldığına göre, buradaki ifade her zaman pozitif olacaktır. Gücün pozitif olması, güç akışının kaynaktan yüke doğru olduğunu ifade etmektedir. Denklemin ikinci kısmındaki salınım ise sin2wt şeklindedir. Yani güç değeri periyodun ilk yarısında hem negatif hem pozitif değer alacaktır (Periyodun 2. yarısı da negatif ve pozitif). “Q” ile gösterilen güç ifadesi de işte bu değişen yük akışını temsil etmektedir. Denklemin ilk kısmı aktif gücü temsil ederken, ikinci kısmı ise reaktif gücü temsil etmektedir.

Güç akışlarını aşağıdaki gibi gösterebiliriz;

Gücün farklı tanımlarla ifade edilmesi, elektrik sisteminin daha kolay tasarlanmasını ve problemlere daha kolay çözüm bulunmasını sağlayacaktır.

Analoji;

Bir dişli çark sistemi düşünelim ve dişli çark sistemindeki güç aktarımının tek yönlü değil de elektrik sisteminde olduğu gibi bir sağ tarafa bir sol tarafa dönerek yapıldığını varsayalım. Bu dişliler arasında bir boşluk olmadığı zaman, güç aktarımı anlık olarak sağlanabilmektedir. Eğer dişli sistemi birbirine tam yapışmıyor ise her bir dönüşte güç aktarımında bir gecikme olacaktır. Yani güç aktarımı için ilk harekete başlandığı anda ikinci dişli X ms sonra dönecektir. Ters tarafa dönüşte de aynı şekilde X ms boşluk olacaktır. Birebir örtüşmese dahi bu benzetmenin konuyu anlamada yararlı olacağını düşünüyorum.