Co způsobuje vyšší harmonické a horší účiník?

[Renata Palátová]

Zajímalo by mě, co hlavně způsobuje vyšší harmonické a horší účiník?

[Jiří Schwarz]

Harmonické - základní frekvence sítě je 50Hz, pokud to dvoucestně usměrním, dostanu 2. harmonickou, tj. 100Hz,... To je ale na výstupu usměrňovače a nemá to zásadní vliv na napájecí síť

Problém je ale trochu jinde - představme si transformátor. Je navinutý tak, že se pohybuje na hranici těsně před přesycením jádra. Už ale před nasycením jádra se mění magnetické vlastnosti jádra, zátě6 tedy není přesně lineární v celém průběhu sinusovky, tím se i odběr stává "nesinusovým" a objeví se to jako 3. harmonická, tedy jako kdyby k základní frekvenci 50Hz bylo v síti ještě 150Hz

A ještě horší případ - fázové řízení výkonu - výkon se reguluje tak, že se do zátěže nepustí celá půlvlna, ale jen její část. Tam se pak objeví i vyšší harmonické, čím "rychlejší" jsou přechody mezi "vypnuto" a "zapnuto",  tím vyšší harmonické se objeví, u tyristorových spínačů není nic mimořádného když se objeví harmonické až v řády stovek kHz

Další problém jsou vyšší frekvence, které nejsou přímo harmonickými základní frekvence sítě, ale vznikají ve spínaných zdrojích a mohou pronikat do sítě.

Účinník - pokud zatížíme střídavou síť činnou zátěží (odpor, topná spirála, žárovka,...),  měmí se průbeh proudu podle průběhu napětí, účinník je 1, výkon je součinem proudu a napětí (P=U*I)

Pokud připojíme indukční zátěž (transformátor, ale i např. zářivkové osvětlení s předřadnou tlumivkou),  poměry se mění, průběh proudu se zpožďuje za průběhem napětí. Problém je v tom, že v okamžiku, kdy je nejvyšší napětí, neteče nejvyšší proud a když teče nejvyšší proud, není na zátěži největší napětí. Potom výkon je P=U*I*fí, kde "fí" je menší než 1
Nastává nám situace, kdy při stejném maximálním proudu a stejném maximálním napětí dostaneme menší výkon. Vznikne nám tzv. jalový proud, proud, který sice zatěžuje vedení, ale nepodílí se na přenosu výkonu.

A aby to bylo "zamotanější",  dnes se dostáváme někdy do opačného problému ,  jak přibývají zařízení se spínanými zdroji, přibývají zařízení, která mají na vstupu kondenzátor, a posun mezi proudem a napětím začíná být opačný, průběh proudu "předbíhá" průběh napětí.

Celkově to je ale problematika, která je na podrobnější studium a nedá se shrnout do několika vět nebo odstavců.