Hlavní stránka Hardware Skříně, zdroje, chladiče Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce
Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce
autor: Z. Obermaier , publikováno 28.7.2011
Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce

Zdroj je nejdůležitější komponentou počítače – závisí na něm stabilita, spolehlivost a také dlouhá životnost počítače a připojených komponent. Neprávem tedy bývá při koupi nového počítače opomíjen, lidé na něm zbytečně šetří. Jako jediný z českých magazínů nabídneme testy počítačových zdrojů. Dnes teorie, příště už první test!


Abyste pochopili co znamená pojem účiník, je nutné si vysvětlit pár základních pojmů z fyziky. Ve střídavých obvodech se neustále mění okamžité hodnoty napětí a proudu, a to proto, že výkon je dán součinem napětí a proudu. Díky tomu se mění také okamžitá hodnota výkonu. Pro všechny tři hodnoty platí, že okamžitá hodnota výkonu je dána součinem okamžité hodnoty napětí a proudu. Proto ve střídavých obvodech rozlišujeme výkon činný, jalový a zdánlivý, ale také deformační.

Činný výkon

Příkon (výkon), který je zařízením spotřebováván, tj. přeměněn na jinou formu energie (světlo, teplo, apod.). Za takový spotřebič lze považovat např. žárovku, topné těleso, apod.

Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce

Okamžitá hodnota výkonu má obrácený kosinusový průběh. Frekvence výkonu je dvojnásobná oproti napětí a proudu.

Činný výkon je vždy kladný a fyzikálně to znamená, že rezistor elektrickou energii pouze odebírá a přemění ji na jinou formu energie. Činný výkon koná užitečnou práci. Maximální výkon je pouhý součin maximálních hodnot napětí a proudu (v efektivních hodnotách). To samozřejmě platí jenom za předpokladu, že je napětí a proud ve fázi – neboli, že oba sinusové průběhy procházejí 180° (hodnotou pí), při své nulové amplitudě. Pokud ve fázi není, tak činný výkon musíme ještě vynásobit cosφ – neboli úhlem mezi fázemi napětím a proudu.

Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce

Pokud je napětí a proud ve fázi, tak veškerý výkon je činný. Tohle všechno jsou základní znalosti goniometrických funkcí.

Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce

Činný výkon má značku P a jednotkou je watt [W]. 

Jalový výkon

Dá se říci, že jde o výkon ideálního kondenzátoru nebo cívky s reaktancí Xc. Okamžitá hodnota výkonu má dvojnásobnou frekvenci oproti frekvenci napětí a proudu. Výkon dosahuje kladných i záporných hodnot.

Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce 

Kladné a záporné hodnoty výkonu znamenají, že ideální kondenzátor nebo cívka v jedné čtvrtině periody energii ze zdroje odebírá a v následující periodě ji zase do zdroje vrací. V určitém okamžiku se tedy kondenzátor nebo cívka chová jako spotřebič a v jiném jako zdroj. Spojíme-li správný kondenzátor a cívku, tak vytvoříme rezonační obvod, kde bude neustálé docházet k přelévání energie – kmitání. Jde o základní princip všech oscilátorů.

Jalový výkon má značku Q a jeho jednotkou je voltampér VAr >> Q= U*I*sinφ (opět v efektivních hodnotách).

Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce 

Zdánlivý výkon

Jde o výkon obecné zátěže s impedancí Z. Vztahy mezi činným, jalovým a zdánlivým výkonem lze popsat pomocí trojúhelníku výkonu:

Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce

Zdánlivý výkon má značku S a jeho jednotkou je voltampér [VA]. Laicky by se dalo říci, že se jedná o něco „imaginárního“ – zdánlivého (od toho ten název). Zdánlivá hodnota je v podstatě výslednice (absolutní hodnoty) činného a jalového výkonu. V praxi má ovšem velký význam, protože z ní určujeme skutečnou hodnotu proudu a podle toho dimenzujeme elektrická zařízení.

Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce 

Deformační výkon

Situace není zcela tak jednoduchá, jak by se na první pohled mohlo zdát. Pokud bychom chtěli znát přesnou hodnotu zdánlivého výkonu, tak bychom měli počítat i s tzv. deformačním výkonem, který se vyskytuje u nesinusových průběhů – to je hlavní důvod, proč se ve všech PC zdrojích vyskytuje PFC.

Zdánlivý výkon pak nabývá hodnoty podle vzorce:

Úvod do měření počítačových zdrojů – teorie a funkce

Vidíte, že oproti předchozímu vzorečku nám přibylo písmenko D – deformační výkon, který zvyšuje hodnotu zdánlivého výkonu. Tomu odpovídá i jiná hodnota účiníku, ale to probereme v další kapitole.

Nakonec jsem našel malé odlehčení od těchto složitostí od pana Petra Doležala. Představte si koňské dvojspřeží, které táhne vůz. U střídavého obvodu jeden kůň táhne dopředu (to je činný výkon (W)) a druhý, různě velký, táhne kolmo do boku (to je jalový výkon (VAr). Výsledný šikmý pohyb kočáru je zdánlivý výkon (VA). Koně jsou dva, ale jen jeden koná užitečnou práci a toho druhého bychom se nejraději zbavili, ale nejde to. Tohle tvrzení platí pouze u zcela harmonických signálů, kde nepočítáme s deformací sinusového průběhu.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
98 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 46.6Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.