Отже, навіщо нам взагалі потрібна ця швидка енергія з конденсатора? Відповідь полягає в тому, як працюють деякі з наших найважливіших електричних пристроїв. Подумайте про робочих конячок нашого світу: трансформатори на стовпах електромережі та потужні двигуни, які запускають усе: від фабричних машин до кондиціонерів у вашому домі. Ці пристрої мають спільний компонент: усі вони використовують котушки дроту та магнетизм для виконання своєї роботи. Цей дизайн необхідний для їх функціонування, але він має цікавий побічний ефект.
Для роботи ці пристрої з магнітами та котушками потребують особливого виду енергії лише для створення та підтримки своїх магнітних полів. Ця енергія не створює світла, тепла чи руху; це більше схоже на енергію, яка просто «хлюпає» туди-сюди між енергетичною компанією та пристроєм. Його постійно позичають і повертають, він не виконує реальної роботи, але все одно займає місце на електричних лініях. Це створює своєрідні «марні зусилля» для сітки.
Навіть незважаючи на те, що ця енергія хлюпання не споживається, електромережа повинна бути побудована, щоб впоратися з нею, що є неймовірно неефективним. Це як платити за вантажівку, яка є достатньо великою, щоб перевезти десять коробок, навіть якщо п’ять із них — це просто порожні коробки, які переміщують туди-сюди. Ці марні зусилля навантажують всю систему.
Аналогія пивного кухля: пояснення справжньої проти марної сили
Знайома аналогія пояснює ці «даремно витрачені зусилля»: великий, замерзлий кухоль пива. Коли ви купуєте це пиво, ви платите за весь кухоль, але воно містить дві дуже різні речі. Розуміння різниці між ними є ключем до розуміння того, як насправді працює наша енергомережа.
Рідке пиво - це та частина, яку ви насправді хочете; це те, що втамовує вашу спрагу. Це як справжня сила . Це та частина електроенергії, яка виконує корисні завдання, наприклад освітлення кімнати, обертання вентилятора або розігрів обіду. Це та сила, яка дає відчутні результати.
Зверху – товстий шар піни. Хоча це натуральна частина пива, вона не втамовує спрагу. Він просто займає місце в кухлі. Це ідеальна заміна для реактивної потужності . Як ми дізналися, такі пристрої, як трансформатори та двигуни, потребують цієї енергії лише для функціонування, створюючи свої магнітні поля. Це «витрачені зусилля», які хлюпають вперед і назад по лініях електропередач, не виконуючи жодної реальної роботи.
Це призводить до важливої концепції коефіцієнта потужності . У нашій аналогії це просто співвідношення пива до всієї чашки (пиво плюс піна). Кухоль, який майже повністю складається з пива з невеликою кількістю піни, має «хороший» коефіцієнт потужності. Для великих промислових об’єктів «поганий» коефіцієнт потужності — занадто багато піни — означає, що вони створюють непотрібне навантаження на мережу, і комунальні компанії часто стягують з них додаткову плату за це. Таким чином, мета полягає в тому, щоб знайти спосіб позбутися піни без втрати пива.
