Фазовый угол комплексного импеданса является причиной реактивной мощности | Упражнение 13.

Если импеданс имеет фазовый угол φ или фазовый сдвиг φ по отношению к оси отсчета, равный нулю градусов, 0°, это означает, что он не является чисто резистивным. Фазовый угол, или сдвиг фаз, связан с комплексным числом j в частотной области. Индуктивный и емкостной реактансы возникают в результате деления фазы напряжения на фазу тока. Более подробно о фазах смотрите в видео { фазорами, индуктивная или емкостная реактивность: почему синусоидальный сигнал является фазором? 1/3 } Для индуктивности L имеем XL = +j.(ω.L), для емкости C - Xc = - j/(ω.C). Горизонтальная ось ортонормированной системы отсчета используется для размещения вещественных чисел, а также ALSO в качестве нуля градусов, 0°, для углов. Вертикальная ось используется для размещения мнимого числа j. Таким образом, чисто резистивный импеданс, являющийся действительным числом без мнимой части j, будет расположен на действительной оси с его действительной амплитудой (1, 13, 100 и т. д.), так что его фазовый угол равен нулю, поскольку его амплитуда находится на оси отсчета 0°. Если импеданс имеет положительный или отрицательный угол к оси отсчета 0°, то это означает, что он образован действительным числом, за которым следует либо +j.(ω.L), если угол положительный, либо - j/(ω.C) в противном случае. Проявление реактивной мощности Q в цепи обусловлено наличием XL = +j.(ω.L) или Xc = - j/(ω.C). Другими словами, без реактивных сопротивлений XL или Xc не может быть реактивной мощности Q для источника синусоидального напряжения. Чтобы нейтрализовать (или компенсировать) реактивную мощность (Q) линии распределения электроэнергии, например, достаточно отменить угол (или фазовый угол) сопротивления электроустановки, то есть отменить реактивные части +j.(ω.L) или -j/(ω.C), которые создают угол в ортонормальной системе отсчета. Если угол положительный, добавляется конденсатор C, а если угол отрицательный, добавляется индуктор L. Нейтрализация реактивной мощности (Q) или компенсация реактивной мощности (Q) или аннулирование фазового угла импеданса означают одно и то же. И для этого нам нужны две части, XL и Xc, потому что во время чередования «n» напряжения источника Xc генерирует реактивную мощность (Q), и именно XL поглощает, но не потребляет, количество реактивной мощности (Q), поступающей от Xc; затем, во время следующей полуволны «n+1», XL посылает обратно в Xc то же количество реактивной мощности (Q), которое он накопил во время полуволны «n», и именно Xc, в свою очередь, поглощает, но не потребляет, это идентичное количество реактивной мощности (Q), поступающее от XL. Параллельная комбинация XL и Xc образует так называемый «резервуарный или пробковый контур» или «колебательный контур», реактивная мощность или энергия перемещается туда-сюда (отсюда и колебательное явление) в пробковом контуре, поэтому она не распространяется в сети. В этом и заключается цель компенсации реактивной мощности. Одновременное присутствие XL и Xc предотвращает движение реактивной мощности Q взад-вперед в распределительной сети общего пользования из-за зарядки и разрядки XL и Xc: зарядка и разрядка XL и Xc происходят в цепи бака. Чтобы реактивная мощность (Q) не блуждала по сетям, XL = Xc является синусоидальным условием для того, чтобы коэффициент мощности COS(φ) стал единицей, COS(φ) = 1: тогда фазовый угол полного сопротивления электроустановки равен нулю. Источник напряжения воспринимает сопротивление как чисто резистивное, поскольку реактивная мощность/энергия больше не имеет причин для существования в распределительных линиях. Вся реактивная мощность вырабатывается МЕСТНО двумя элементами L и C, один из которых поглощает, а другой вырабатывает, и наоборот. Примечание: идеальный конденсатор C, как и идеальный индуктор L, не имеет собственного сопротивления, поэтому Xc и XL не потребляют энергию, а просто поглощают ее и передают обратно от одной полуволны ' n ' к следующей полуволне ' n+1 '. Энергия, поглощенная конденсатором, хранится в электрическом поле между двумя пластинами конденсатора, а энергия, поглощенная индуктором, хранится в электромагнитном поле, окружающем катушку индуктивности L.