במעגל AC, ישנם שני סוגים של כוח חשמלי המסופק לעומס על ידי ספק הכוח: האחד הוא כוח אקטיבי והשני הוא כוח תגובתי. המתח והזרם נמצאים באותו שלב, ספק הכוח מספק כוח לעומס, והעומס ממיר את האנרגיה החשמלית לאנרגיה אחרת, הנקראת כוח אקטיבי. החלק של המתח והזרם בשלבים שונים, אספקת החשמל והעומס מחליפים אנרגיה חשמלית. חלק זה (למעט אובדן קו) של האנרגיה החשמלית אינו הופך לאנרגיה אחרת (מלבד אלקטרומגנטית), הנקראת כוח תגובתי.
כוח פעיל
הספק פעיל הוא הכוח החשמלי הנדרש לשמירה על פעולתו הרגילה של ציוד חשמלי, כלומר הספק החשמלי הממיר אנרגיה חשמלית לצורות אחרות של אנרגיה (אנרגיה מכנית, אנרגיית אור, אנרגיה תרמית). לדוגמא: מנוע של 5.5 קילוואט ממיר 5.5 קילוואט של אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית כדי להניע משאבת מים לשאיבת מים או גורן לדישן דגנים; ציוד תאורה שונים ממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור להארת חייהם ועבודתם של אנשים. סמל ההספק הפעיל מיוצג על ידי P, והיחידות כוללות וואט (W), קילוואט (kW) ומגה וואט (MW).
כוח פעיל: במעגל AC, הערך הממוצע של ההספק המיידי הנפלט מאספקת הכוח בתוך מחזור (או ההספק הנצרך על ידי נגד העומס) נקרא "הספק פעיל". כוח פעיל נמוך מדי מוביל לאובדן קו מוגבר, קיבולת מופחתת וניצול מופחת של הציוד, מה שמוביל לבזבוז מוגבר של אנרגיה חשמלית.
כוח תגובתי
עומסים אינדוקטיביים ברשת החשמל (כגון מנועים, משנקים, שנאים, מחממי אינדוקציה ומכונות ריתוך וכו') ייצרו דרגות שונות של היסטרזה חשמלית, שהיא מה שמכונה השראות.
לעומסים אינדוקטיביים יש מאפיין כזה שגם אם המתח המופעל משנה כיוון, ההיסטרזיס של העומס האינדוקטיבי עדיין יכול לשמור על כיוון הזרם (כגון קדימה) למשך תקופה. ברגע שקיים הבדל פאזה זה בין זרם למתח, הספק שלילי נוצר ומוזן בחזרה לרשת. כאשר הזרם והמתח נמצאים שוב באותו שלב, יש צורך באותה כמות של אנרגיה חשמלית כדי ליצור שדה מגנטי בעומס האינדוקטיבי. שדה מגנטי זה אנרגיה חשמלית הפוכה נקראת כוח תגובתי.
הגדרה: במעגל עם משרן או קבל, בכל חצי מחזור, אנרגיית אספקת הכוח מומרת לאנרגיה של שדה מגנטי (או שדה חשמלי) ונאגרת, ולאחר מכן משוחררת, ואנרגיית השדה המגנטי (או השדה החשמלי) המאוחסנת היא חזר למעגל. ספק הכוח מבצע רק חילופי אנרגיה זה ואינו צורך אנרגיה בפועל. אנו קוראים לערך ההספק של החלפה הזו "הספק תגובתי".
כוח תגובתי הוא מופשט יחסית. זהו הכוח החשמלי המשמש להחלפת שדות חשמליים ושדות מגנטיים בתוך מעגל וכדי ליצור ולתחזק שדות מגנטיים בציוד חשמלי. זה לא עושה עבודה חיצונית, אלא מומר לצורות אחרות של אנרגיה. כל ציוד חשמלי עם סלילים אלקטרומגנטיים צורך כוח תגובתי כדי ליצור שדה מגנטי. לדוגמה, מנורת פלורסנט 40-ואט דורשת יותר מ-40 וואט של הספק פעיל (הנטל צורך גם חלק מהכוח הפעיל) כדי לפלוט אור, וגם דורש כ-80 וואט של הספק תגובתי כדי שסליל הנטל ייצור שדה מגנטי מתחלף. מכיוון שהוא לא עושה עבודה חיצונית, הוא נקרא "ריאקטיבי". הסמל של כוח תגובתי מיוצג על ידי Q, והיחידה היא Var (Var) או kVar (kVar).
חסרונות של כוח תגובתי גבוה מדי:
1) כוח תגובתי יוביל לעלייה בהספק הנוכחי והנראה, וכתוצאה מכך לירידה בקיבולת המערכת;
2) הגידול בהספק התגובתי יגדיל את הזרם הכולל, ובכך יגדיל את הפסדי הציוד והקווים;
3) ירידת המתח של הקו עולה, והשפעת עומס תגובתי תגרום גם לתנודות עזות של המתח.
לאחר הפעלת הציוד החשמלי האינדוקטיבי ברשת החלוקה כמו שנאים, מנועים, רתכים, מזגנים, מכונות כביסה, מקררים, מנורות נתרן, מנורות פלורסנט ועוד, אסור להם לספוג רק כוח פעיל מהכוח רשת לעבודה, אבל גם לספוג כוח אינרטי. כוח העבודה יוצר שדה מגנטי, אשר מביא לגורם כוח טבעי נמוך בדרך כלל עבור לקוחות החשמל. ארצנו קובעת תקני מקדמי הספק שיש לעמוד בהם עבור צריכת חשמל על ידי לקוחות חשמל.
כוח תגובתי הוא בשום אופן לא כוח חסר תועלת, יש לו שימושים גדולים. המנוע צריך ליצור ולשמור על שדה מגנטי מסתובב כדי לסובב את הרוטור, ובכך להניע תנועה מכנית. השדה המגנטי הרוטור של המנוע נוצר על ידי קבלת כוח תגובתי ממקור הכוח. רובוטריקים דורשים גם כוח תגובתי כדי ליצור שדה מגנטי בסליל הראשוני של השנאי ולהשראת מתח בסליל המשני. לכן, ללא כוח תגובתי, המנוע לא יסתובב, השנאי לא ישנה מתח, ומגע ה-AC לא ייסגר. על מנת להמחיש בצורה חיה בעיה זו, הנה דוגמה: בנייה כפרית של שימור מים דורשת חפירה והובלת קרקע. בעת הובלת אדמה, סלסלות במבוק מלאות באדמה. האדמה שנאספה היא כמו כוח פעיל, וסלסלת הבמבוק הריקה היא כמו כוח תגובתי. , סלסלות במבוק אינן חסרות תועלת. כיצד ניתן להעביר אדמה לסוללה ללא סלי במבוק?
בנסיבות רגילות, ציוד חשמלי לא רק צריך לקבל כוח פעיל ממקור הכוח, אלא גם צריך להשיג כוח תגובתי ממקור הכוח. אם הכוח התגובתי ברשת החשמל נמצא במחסור, לציוד החשמלי לא יהיה מספיק כוח תגובתי כדי ליצור שדה אלקטרומגנטי תקין. לאחר מכן, ציוד חשמלי זה לא יוכל לשמור על פעולה בתנאים מדורגים, ומתח הקצה של הציוד החשמלי יירד. זה משפיע על הפעולה הרגילה של ציוד חשמלי.
להספק תגובתי השפעות שליליות מסוימות על אספקת החשמל וצריכת החשמל, בעיקר ב:
(1) הפחת את תפוקת הכוח הפעילה של הגנרטור.
(2) הפחת את קיבולת אספקת החשמל של ציוד הולכת ושינוי כוח.
(3) גורם לאובדן מתח מוגבר בקו ולאובדן כוח מוגבר.
(4) גורם לפעולת גורם הספק נמוך ולנפילת מתח, כך שלא ניתן לנצל את קיבולת הציוד החשמלי במלואו.
הכוח התגובתי המסופק מגנראטורים ומקווי הולכה במתח גבוה רחוק מלעמוד בצרכי העומס. לכן, יש להגדיר כמה התקני פיצוי הספק תגובתי ברשת החשמל כדי להשלים את ההספק התגובתי כדי להבטיח את צרכי המשתמשים להספק תגובתי. בדרך זו, ציוד חשמלי יכול לעבוד רק במתח נקוב. זו הסיבה שרשת החשמל צריכה להתקין התקני פיצוי הספק תגובתי.
