reaktiv strøm

La oss betrakte en elektrisk svingekrets, det vil si en kopling som består av en spenningskilde med vekselspenning, en motstandstråd med resistans, en kondensator med kapasitans og en spole med induktans. Den elektriske strømmen svinger ikke helt i takt med spenningen fra spenningskilden.

Dersom vi hadde fjernet kondensatoren og spolen slik at bare spenningskilden og motstanden ble igjen, ville strømmen variert i takt med spenningen.

I en kondensator kan strømmen endres brått, men ikke spenningen. Det tar litt tid å lade kondensatorplatene, og det er ladningen på kondensatorplatene som forårsaker spenningen over dem. Derfor vil en kondensator forsinke spenningsvariasjonene i forhold til strømvariasjonene i en krets med en spenningskilde og en kondensator. Dermed kommer strømvariasjonene før spenningsvariasjonene i en krets der virkningen av kondensatoren dominerer over virkningen av spolen. Man sier at strømmen er før spenningen i fase. I en krets med bare en spenningskilde og en kondensator er strømmen 90 grader før spenningen i fase.

I en spole vil induksjon forsinke endringene i strømstyrke. Derfor vil en spole forsinke strømvariasjonene i forhold til spenningsvariasjonene, slik at strømvariasjonene kommer etter spenningsvariasjonene i en krets der spolen dominerer over kondensatoren. I en krets med bare en spenningskilde og en spole er strømmen 90 grader etter spenningen i fase.

I en krets med spenningskilde, resistans, kapasitans og induktans svinger altså strømmen litt i utakt med spenningen. De er ikke helt i fase.

Matematisk beskrives dette ved å innføre en fasevinkel som representerer forskjellen i fase mellom strømmen og spenningen. Da kan strømmen dekomponeres i en såkalt aktiv komponent som svinger i takt med spenningen, er i fase med spenningen, og en såkalt reaktiv komponent – den reaktive strømmen – som er faseforskjøvet 90 grader i forhold til spenningen.

I et diagram der spenningen plottes langs x-aksen og strømmen langs y-aksen vil strømmen være en vektor som danner en vinkel lik fasevinkelen med x-aksen. I dette diagrammet er den aktive strømmen strømvektorens komponent i x-retningen, og den reaktive strømmen er strømkomponentens komponent langs y-aksen. Man sier da at den reaktive strømmen står vinkelrett på spenningen. Den aktive strømmen er lik strømstyrken ganger cosinus til fasevinkelen, og den reaktive strømmen er lik strømstyrken ganger sinus til fasevinkelen.

En reaktiv strømkomponent oppstår som følge av induktanser og kapasitanser i elnettet og elektrisk utstyr som er koplet til nettet. Karakteristisk for vekselstrøm er at strømmen skifter retning og styrke på en regelmessig måte. Når strømmen tiltar, er den reaktive strømkomponenten med på å bygge opp magnetiske og elektriske felter, men den energien som dette krever, leveres tilbake når strømmen igjen avtar. Det fører til at den reaktive strømmen kun pendler mellom last og strømkilde uten at den blir «forbrukt» og omsatt til nyttbar energi.

En reaktiv komponent i vekselstrømmen er normalt uunngåelig, men uønsket. Ved overføring av strøm fra kraftkilde til forbruker vil den reaktive strømmen, som kun pendler mellom leverandør og forbruker, medføre et ekstra ohmsk tap i overføringsnettet. For å redusere dette tapet bør faseforskyvningen mellom strøm og spenning være så liten som mulig.

• vekselstrøm
• aktiv strøm
• reaktiv effekt
• fasekompensering