Účinník

$\varphi =0,\cos \varphi =1$

$\varphi =90,\cos \varphi =0$

$\varphi =45,\cos \varphi =0.71$

Účinník je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje podiel činného a zdanlivého výkonu elektrického výkonu v elektrickom obvode striedavého prúdu. Vyjadruje, akú veľkú časť zdanlivého výkonu možno premeniť na užitočnú energiu.

Účinník závisí na vzájomnom fázovom posune prúdu a napätia, vypočíta sa ako kosínus tohto posunu a priamo tak sa tiež značí ($\cos \varphi$). Účinník je bezrozmerný a jeho hodnota sa pohybuje od nuly do jednej, pričom jednotkový účinník znamená, že celý výkon je činný (fázový posun je nulový), nulový účinník znamená, že celý výkon je jalový, záťaž je čisto kapacitná alebo čisto indukčná a fázový posun je teda ± 90 °. Nízke hodnoty účinníku znamenajú v obvode vysoké straty energie.

Odvodenie

Zdanlivý výkon je definovaný ako jednoduchý súčin napätia a prúdu prechádzajúci obvodom. Činný výkon oproti tomu vyjadruje energiu, ktorú obvod skutočne premení na iné formy. U čisto odporových spotrebičov je činný výkon rovný zdanlivému - celý výkon je využitý. U obvodov obsahujúcich aj súčiastky kapacitné (napr. žiarivky) alebo indukčné (napr. elektromotory, zariadenia s transformátorom) je však nutné brať do úvahy vzájomnú polohu fázy prúdu a napätia. V takomto prípade sa časť výkonu, označovaná ako jalový výkon, iba prelieva obvodom a nekoná užitočnú prácu. Podiel užitočnej časti výkonu, činný výkon, je potom vyjadrený účinníkom.

Ak obvod obsahuje aj súčiastky, ktorých charakteristika nie je čisto sínusová (obsahuje vyššie harmonické), je potrebné okrem jalového výkonu uvažovať aj tzv. deformačný výkon. Tento spôsobí ďalšie zníženie činného výkonu oproti zdanlivému - výsledný účinník sa potom niekedy pre odlíšenie nazýva skutočný účinník.

Pri existencii jalového, prípadne deformačného výkonu, potom obvodom, na zabezpečenie prenosu požadovaného výkonu, musí prúdiť vyšší prúd, čo má za následok vyššie tepelné straty. Z tohto dôvodu sa používajú kompenzátory účinníka - elektrické prvky, ktoré umožňujú udržiavať účinník blízko ideálnej hodnoty.

Zdanlivý výkon je teda celkový výkon, v ktorom je obsiahnutá aj činná aj jalová zložka.

Striedavý prúd je nutné si predstaviť ako vektor, majúci dve zložky - zložka x-ová je činná a zložka y-ová je jalová, dĺžka vektora je zdanlivý prúd. To platí aj o výkone. Teda z Pytagorovej vety plynie, že ak poznáme dva výkony, tretí údaj si vieme vypočítať. Alebo ak poznáme jednu hodnotu a účinník, ostatné si vieme vypočítať.

Kapacitný a indukčný prúd majú opačný smer (v ideálnej cievke napätie predbieha prúd o 90° a na ideálnom kondenzátore opačne, čiže prúd cievky a kondenzátora sú voči sebe otočené o 180°, teda majú opačný smer).

Jednotkou činného výkonu (označuje sa P) je W (watt). Osobitnou zákonnou meracou jednotkou (podľa Vyhlášky Úradu pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR zo 16. júna 2000 o zákonných meracích jednotkách) je aj VA (volt-ampér) na vyjadrenie zdanlivého výkonu striedavého elektrického prúdu a VAr (alebo var) volt-ampér reaktančný na vyjadrenie jalového elektrického výkonu.

Existuje aj VAd (volt-ampér deformačný), zaujímavý z pohľadu riešenia obvodov, kde tečú prúdy a vyskytujú sa napätia s viacerými harmonickými (striedavý prúd s viacerými frekvenciami). ^{[chýba zdroj]}

S² = P² + Q²

Jednotkou činnej energie je Wh, resp. kWh [kilowatt hodina].

Existujúce zákony a normy tiež prikazujú povolené hodnoty účinníka (okrem ďalších charakteristík), ktoré spotrebiče a spotrebitelia musia dodržiavať. Napr. podľa slovenských zákonov je odberateľ povinný udržiavať hodnotu indukčného účinníka v rozmedzí 0,95-1 (ak sa s dodávateľom nedohodne inak; táto povinnosť taktiež neplatí pre domácnosti).

Externé odkazy

• Základy kompenzácie Archivované 2017-10-26 na Wayback Machine