Električna snaga

**Električna snaga** je brzina promjene električne energije s vremenom, odnosno stopa po kojoj se električna energija prenosi kroz električno kolo.

Snaga odgovara uloženom radu elektri­čne struje koja protiče kroz neku električnu komponentu. Na primer, kada se na sijalicu primeni napon a struja poteče kroz vlakno sija­lice, uloženi rad se pretvara u zagrevanje vlakna. U tom primeru, snaga se može izračunati množenjem vrednosti napona s jačinom električne struje koja protiče kroz vlakno. Što veći napon i struja, veća i snaga.

Mjerna jedinica električne snage je vat (W), umnožak volta (V) i ampera (A). Termin **vataža** se koristi kolokvijalno za *električnu snagu u vatima*.

## Formule

Oznaka za snagu je *P*, za električnu energiju (*W*), a vreme (*t*).

Ako je tok energije stalan, električna se snaga može iskazati količnikom:

: P =  \frac {W}{t} 

Kako je električna energija razmjerna električnom naponu *U*, jakosti električne struje *I* i vremenu *t*, ona je pri stalnoj istosmjernoj struji:

: W = U \cdot I \cdot t 

a iz toga slijedi da je električna snaga jednaka umnošku električnoga napona i električne struje:

: P = U \cdot I 

Električna snaga izvora jednaka je brzini kojom će se u izvoru pretvorbom stvarati električna energija, a snaga trošila brzina je kojom će u trošilu električna energija obavljati rad. Zato se snaga trošila može izraziti i kao brzina obavljanja rada. Posebno za elektrotermička trošila, kojima je glavno obilježje djelatni električni otpor *R*. Primjenom Ohmova zakona za istosmjernu struju može se dobiti da je snaga trošila:

: P = {I^2} \cdot R =  \frac {U^2}{R} 

## Snaga izmjenične struje

Snaga istosmjerne struje jednaka je umnošku njene jakosti *I* i napona *U*, to jest:

: P = U \cdot I 

To isto vrijedi i za izmjeničnu struju ako je jakost i napon u fazi, to jest *φ* = 0. Ta najveća snaga izmjenične struje, to jest:

: P_z = U \cdot I 

zove se **prividna snaga**. Ako struja i napon nisu u fazi, te je 0°  P = U \cdot I \cdot \cos\phi 

Omjer između djelatne *P* i prividne *P<sub>z</sub>* zove se **faktor snage** ili kosinus *φ*, pa je:

: \cos\phi =  \frac {P}{P_z} =  \frac {P}{U \cdot I}  

Ako je fazni pomak *φ* = 90°, onda je snaga izmjenične struje jednaka nuli. Ta snaga koja ne vrši nikakav rad zove se **jalova snaga**.

### Nazivna snaga
**Nazivna snaga** je snaga za koju je električni uređaj konstruiran (dimenzioniran) kako bi uz nju trajno radio (nazivno stalno opterećenje). **Kratkotrajno preopterećenje** je vrijeme u kojem uređaj može biti podvrgnut opterećenju višemu od nazivnoga bez opasnosti od oštećenja. Kod poluvodičkih elektroničkih elemenata i sklopova (dioda, tranzistor, pojačalo, pretvornik; integrirani sklop), je statička i dinamička opteretivost, što odgovara snazi, ovisna o mikroenergijskome rasporedu.

Pri izmjeničnoj električnoj struji električna je snaga promjenljiva, a njezina trenutačna vrijednost jednaka je umnošku trenutačnih vrijednosti električnog napona i struje. Za sinusne je struje snaga:

: P = U \cdot I \cdot \cos\phi 

gdje su: *U* i *I* efektivne vrijednosti napona i struje, a *φ* kut faznoga pomaka, pa je *cos φ* faktor snage, koji ovisi o vrsti trošila priključenoga na izvor napona.

Na grafičkom prikazu sinusne izmjenične struje, umnoškom vrijednosti sinusoide napona i sinusoide struje dobije se krivulja trenutačnih vrijednosti snage. Vrijednosti električne snage mjenjaju se dvostruko brže od frekvencije izmjenične struje. Ovisno o kutu faznoga pomaka *φ*, razlikovat će se položaj krivulje trenutačnih vrijednosti snage prema vremenskoj osi koordinatnoga sustava. Tri su svojstvena položaja: za omski otpornik *φ* = 0, za idealnu električnu zavojnicu *φ* = 90° te za stvarno trošilo, na primjer električni motor, 0  P = U \cdot I \cdot \cos\phi 

Umnožak električnog napona i struje kojim je iskazana ukupna energijska moć izvora za obavljanje rada postaje pokaznikom energije tek kada se pomnoži faktorom snage *cos φ*.

### Prividna snaga
**Prividna snaga** je umnožak efektivnih vrijednosti električnog napona i električne struje i određena je izrazom:

: S = U \cdot I 

i obično se mjeri jedinicom voltamper (VA = W).

### Jalova snaga
**Jalova snaga** ili **reaktivna snaga** je snaga koja ne sudjeluje u korisnom radu trošila, a potrebna je u elektroenergetskoj mreži za postizanje promjenljivoga magnetskog polja koje u svojem radu koriste električni strojevi izmjenične struje (električni motori, transformatori i prigušnice). Određena je izrazom:

: Q = U \cdot I \cdot \sin\phi 

a mjeri se iznimno dopuštenom jedinicom var (var = W). Budući da kod prijenosa električne energije jalovi dio opterećuje mrežu, treba ga održavati na najnižim mogućim vrijednostima. U uređajima za kompenzaciju jalove snage, najčešće energetskim kondenzatorima, koristi se pojava međusobnog poništavanja induktivne i kapacitivne jalove snage. Ako se grafički s pomoću dužina prikažu djelatna snaga *P = UIcos φ* i *S = UI*, te veličine zatvaraju kut *φ*, pa se dužinom *Q = UIsin φ* može sastaviti pravokutan trokut u kojem je jalova snaga veličina okomita na djelatnu snagu.

## Snaga višefaznih sustava

Snaga višefaznih sustava jednaka je zbroju snaga pojedinih faza. Za simetrično opterećeni trofazni sustav sve su tri snage jednake, pa je djelatna snaga, izražena faznim *f*, odnosno linijskim *l* naponima i strujama, određena izrazom:

: P = 3 \cdot U_f \cdot I_f \cdot \cos\phi = \sqrt{3} \cdot U_l \cdot I_l \cdot \cos\phi 

Na jednak se način mogu odrediti prividna i jalova snaga takva sustava.

## Literatura
* Gordon McComb i Earl Boysen, *Elektronika za neupućene*, Beograd, 2007.

## Izvori

## Povezano
* Električna struja
* Električni napon