الصيغ الثلاث
ترتبط القدرة والتيار بالجهد، وفي التيار المتردد بمعامل القدرة أيضًا:
- المستمر: I = P ÷ V
- المتردد الأحادي الطور: I = P ÷ (V × PF)
- المتردد الثلاثي الطور: I = P ÷ (√3 × V × PF)
P بالواط، فاضرب الكيلوواط في 1,000 أولًا. وفي الثلاثي الطور، V هو الجهد بين الأطوار، 400 V، لا 230 V بين الطور والمحايد. (وفي السعودية مثلًا يكون 380 V بين الأطوار و220 V بين الطور والمحايد.)
أمثلة محلولة
- مدفأة 5 kW عند 230 V أحادي الطور، معامل قدرة 1: 5,000 ÷ 230 = 21.7 A.
- الـ 5 kW نفسها في محرك بمعامل قدرة 0.85: 5,000 ÷ (230 × 0.85) = 25.6 A، أي نحو 4 A إضافية للعمل نفسه.
- محرك 15 kW عند 400 V ثلاثي الطور بمعامل 0.85: 15,000 ÷ (1.732 × 400 × 0.85) = 25.5 A.
- حمل 2 kW على مجموعة بطاريات 48 V: 2,000 ÷ 48 = 41.7 A، ولهذا يحتاج التيار المستمر منخفض الجهد إلى كابل سميك.
ما معامل القدرة
في التيار المتردد، لا يبلغ التيار والجهد ذروتيهما دائمًا في الوقت نفسه. معامل القدرة هو جزء التيار الذي يؤدي عملًا فعلًا، بين 0 و1.
- 1.0: الأحمال المقاومية. المدافئ والغلايات والمصابيح المتوهجة.
- 0.8 إلى 0.9: المحركات، وهي معظم الحمل الصناعي.
- 0.95 إلى 0.99: مصادر التغذية الحديثة ذات تصحيح معامل القدرة.
تبينه لوحة بيانات الجهاز عادةً. ومعامل القدرة الأدنى يعني تيارًا أكبر للكيلوواط نفسها، فيغير الكابل وقاطع الدائرة اللذين تحتاجهما.
kW وkVA ولوحات المحركات
kW قدرة فعالة، الجزء الذي يؤدي العمل. وkVA قدرة ظاهرية، ما يجب أن تحمله التمديدات: kVA = kW ÷ PF. لا تتساويان إلا بمعامل قدرة 1. ولأن الموصلات والحمايات تُختار حسب التيار، حدد الأحجام من kVA.
فخ في المحركات: kW على اللوحة هي القدرة الخارجة على العمود. والمدخل الكهربائي أكبر بسبب الكفاءة، فمحرك 15 kW بكفاءة 92% يأخذ 16.3 kW من الشبكة، وهذا الرقم الذي يجب تحويله.
من الأمبير إلى kW
أعد ترتيب الصيغ نفسها: P = V × I في المستمر، وP = V × I × PF في الأحادي الطور، وP = √3 × V × I × PF في الثلاثي الطور. ملقط قياس يقرأ 25 A عند 400 V ثلاثي الطور بمعامل 0.85 يعني 1.732 × 400 × 25 × 0.85 = 14.7 kW.
الأدوات
تحوّل حاسبة kW إلى أمبير في الاتجاهين للمستمر والأحادي الطور والثلاثي الطور، وتعطي kVA. وتغطي حاسبة قانون أوم الجهد والتيار والمقاومة، بينما تحوّل حاسبة مقطع الكابل وحاسبة هبوط الجهد ذلك التيار إلى مقطع موصل.