ما هي القدرة النشطة والقدرة التفاعلية؟
القدرة هي مزيج من الجهد والتيار في الدوائر الكهربائية. من الناحية الفنية، هو المعدل الذي يتم به نقل الطاقة الكهربائية بواسطة الدوائر الكهربائية، ممّا يعني معدل نقل الطاقة. غالبًا ما يتم استخدام الاختصارات (AC) و(DC) في أنظمة الطاقة الكهربائية مثل التيار المتردد والتيار المباشر على التوالي.
كلاهما نوعان مختلفان من التيار المستخدم لنقل الطاقة الكهربائية. القدرة النّشطة والقدرة التفاعلية هما المصطلحان الأكثر شيوعًا لوصف تدفق الطاقة في أنظمة الطاقة الكهربائية. والقدرة النشطة هي القدرة الحقيقية بينما تستخدم القدرة التفاعلية لنقل القدرة الحقيقية.
ما هي القدرة النشطة Active Power؟
في دارات التيار المتردد البسيطة (AC circuits)، يكون الجهد والتيار جيبيًا ممّا يعني أنّ شكل الموجة يحمل تشابهًا وثيقًا مع موجة جيبية مثالية. وفي حالة وجود حمل مقاوم بحت، فإنّ الجهد والتيار يعكسان قطبيتهما في نفس الوقت وفي كل لحظة، وتكون القيمة موجبة بمعنى أنّ اتجاه التيار لا ينعكس بشكل دوري. في هذه الحالة، يتم نقل الطاقة النشطة فقط.
الطاقة النّشطة أو القدرة الحقيقية هي مقدار الطاقة المستهلكة فعليًا في دائرة التيار المتردد. بعبارات بسيطة، وتسمّى القدرة التي تتبدد “القدرة النّشطة”. يُشار إليه بالحرف الكبير (P)، ويقاس بالواط (W) في الغالب كيلووات (KW) وميجاوات (MW).
ما هي القدرة التفاعلية Reactive Power؟
في حالة الحمل التفاعلي البحت (purely reactive load)، يكون الجهد خارج الطور مع التيار. يكون ناتج الجهد والتيار موجبًا لنصف كل دورة بينما يكون سالبًا للنصف الآخر من الدورة، ممّا يعني أنّ الطاقة تتدفق باستمرار ذهابًا وإيابًا بين المصدر والحمل. وينتج عن هذا نقل الطاقة التفاعلية إلى الحمل.
بعبارات بسيطة، القدرة التفاعلية هي القدرة غير المستخدمة أو القدرة التخيلية التي لا تستخدم في أي عمل مفيد وهي موجودة عندما يكون الجهد والتيار خارج الطور. يُشار إليه بالحرف الكبير (Q) ويتم قياسه بوحدة فولت أمبير المتفاعل (var) بدلاً من وحدة الطاقة (SI) التي تُقاس بالواط.
الفرق بين القدرة النشطة والقدرة التفاعلية:
التعريف:
في الأنظمة الكهربائية للتيار المتردد، يُطلق على مقدار الطاقة المستخدمة لإنتاج عمل فعّال، مقدار الطاقة التي يتم نقلها فعليًا إلى الحمل مثل المحول “الطاقة النّشطة” أو “القدرة الحقيقية” أو “القوة الحقيقية”. إنّها قوة مفيدة يتم سحبها فعليًا بواسطة الحمل كنتيجة لتبديد الطاقة كحرارة. القدرة التفاعلية، من ناحية أخرى، هي مقدار الطاقة التي ترتد باستمرار ذهابًا وإيابًا بين المصدر والحمل، ممّا يعني الطاقة التي لا يمكن استخدامها للعمل الفعّال في دائرة أو نظام التيار المتردد.
وحدة القياس:
الواط هو الوحدة المشتركة لجميع أشكال الطاقة التي يرمز لها بـ (W) ولكن الوحدة محجوزة بشكل عام للطاقة النّشطة. يتم قياسه عمليًا بالكيلوواط (KW) والميجاوات (MW) في أنظمة الطاقة الكهربائية. القدرة التفاعلية هي شكل من أشكال القدرة ولكن لا يتم التعبير عنها بالواط. بدلاً من ذلك، يتم التعبير عنها بواسطة وحدة فولت أمبير التفاعلية (var) في أنظمة الطاقة الكهربائية (AC). يوجد عادةً عندما يكون شكل موجة التيار وشكل موجة الجهد خارج الطور، عادةً بمقدار (90) درجة. يستخدم مصطلح (var) على نطاق واسع في جميع أنحاء صناعة الطاقة.
الرمز والمعادلة:
يُرمز إلى القدرة النّشطة أو القدرة الحقيقية بالحرف الكبير (P) بينما يُرمز إلى القدرة التفاعلية بالحرف الكبير (Q). القدرة النّشطة هي القدرة الحقيقية المشتتة للأحمال والتي تتحول لاحقًا إلى أشكال أخرى من الطاقة. في دائرة التيار المتردد، إذا كان الجهد المطبق هو (V) والتيار المتداول هو (I)، فإنّ متوسط قيمة القدرة النّشطة هو (P = VI cos ϕ)، حيث (ϕ) هي زاوية الطور بين التيار والجهد. صيغة القدرة التفاعلية هي (Q = VI sin ϕ)، حيث يمثل (I sin ϕ) هنا التيار خارج الطور مع الجهد.
الأهمية:
القدرة النّشطة هي القدرة التي تتجلى في أشكال فيزيائية مختلفة مثل الإشعاع الكهرومغناطيسي أو الشكل الميكانيكي أو الموجات الصوتية، لهذه المسألة. تأمل مثال عربة العجلات، عربة صغيرة يدوية الدفع بعجلة واحدة ومصممة بحيث يدفعها شخص واحد. القدرة النّشطة هنا هي العمل الذي يتم على العجلات لنقل الأشياء من مكان إلى آخر، وهو العمل الفعلي. القدرة التفاعلية هي القدرة التخيلية هنا التي لا تقوم بأي عمل مفيد بمفردها ولكنّها ما تحافظ على عربة اليد في وضع الرفع. تُستخدم القدرة التفاعلية للتحكم في الجهد في العديد من البيئات الصناعية للتغلب على التقلبات في مستويات الجهد.
خلاصة الفرق بين القدرة النشطة والقدرة التفاعلية:
في دارات التيار المتردد، القدرة النّشطة هي الطاقة الحقيقية التي تستهلكها المعدات للقيام بعمل مفيد بمعنى أنّ الطاقة تبدد بواسطة الحمل، في حين أنّ القدرة التفاعلية هي قوة وهمية لا تستخدم مباشرة للعمل. بدلاً من ذلك، فإنّه يرتد ذهابًا وإيابًا بشكل مستمر ممّا يؤدي إلى تبديد التيار ولا يتم استخدام التيار الذي يعود للخلف أبدًا لأي عمل مفيد والذي يشار إليه باسم القدرة التفاعلية. تُقاس القدرة النشطة بالكيلووات (KW) أو الميجاوات (MW) بينما تُقاس القدرة التفاعلية بوحدة الفولت أمبير المتفاعل (var). القدرة النشطة في الطور مع الحمل بينما الطاقة التفاعلية خارجة عن الطور مع الحمل.
