Apakah penggunaan rintangan impih, faktor kuasa dan sudut fasa dalam arus ulang-alik? Apakah hubungan antara faktor-faktor ini?

Peranan dan hubungan rintangan, faktor kuasa dan sudut fasa dalam arus ulang alik

Dalam analisis litar AC, rintangan, faktor kuasa dan sudut fasa adalah tiga konsep asas, setiap satu mempunyai tujuan tertentu dan hubungan yang rapat antara satu sama lain.

Rintangan

Rintangan adalah parameter komprehensif yang menggambarkan rintangan, induktansi dan kapasitansi litar AC untuk menghalang aliran arus. Ia terdiri daripada rintangan (R), reaktans induktif (XL), dan reaktans kapasitif (XC), tetapi bukan ditambah secara mudah, melainkan jumlah vektor mereka. Unit rintangan adalah ohm (Ω), dan saiz rintangan berkaitan dengan frekuensi dalam litar, semakin tinggi frekuensi, semakin kecil reaktans kapasitif, semakin besar reaktans induktif; dan sebaliknya. Nilai rintangan berubah-ubah dengan frekuensi, yang penting untuk pemahaman dan reka bentuk litar AC.

Faktor kuasa

Faktor kuasa adalah nisbah kuasa aktif (P) kepada kuasa kasar (S) dalam litar AC, biasanya dinyatakan sebagai cosφ. Faktor kuasa mencerminkan nisbah kuasa sebenar yang dikonsumsi dalam litar kepada kuasa maksimum yang boleh disediakan oleh litar. Secara ideal, faktor kuasa adalah 1, menunjukkan litar itu sepenuhnya sesuai dan tiada kerugian kuasa reaktif. Apabila nilai ini kurang daripada 1, ia menunjukkan kerugian kuasa reaktif dan mengurangkan kecekapan grid. Sudut faktor kuasa (φ) adalah tangen songsang faktor kuasa cosφ, biasanya antara -90 darjah hingga +90 darjah, menunjukkan perbezaan fasa antara arus dan voltan.

Sudut fasa

Sudut fasa adalah perbezaan fasa antara gelombang voltan dan arus, biasanya dinyatakan oleh θ. Dalam litar AC, kedua-dua voltan dan arus adalah gelombang sinus, dan perbezaan fasa menentukan aliran tenaga dalam litar. Apabila voltan dan arus sefasa, perbezaan fasa adalah 0 darjah, dan kuasa adalah maksimum. Apabila voltan mendahului arus sebanyak 90 darjah atau tertinggal 90 darjah, ia masing-masing bersesuaian dengan kuasa reaktif dan beban induktif atau beban kapasitif. Sudut rintangan (φ) sebenarnya adalah sudut faktor kuasa, iaitu perbezaan sudut antara voltan dan phasor arus, dan bagi komponen rintangan (seperti resistor, induktor, dan kapasitor), sudut rintangan adalah sama dengan sudut faktor kuasa.

Ringkasan hubungan

Terdapat hubungan berikut antara rintangan, faktor kuasa dan sudut fasa:

Rintangan (Z) adalah jumlah kompleks voltan dan arus dalam litar, termasuk jumlah vektor rintangan, reaktans induktif, dan reaktans kapasitif, yang mencerminkan halangan keseluruhan litar terhadap arus.

Faktor kuasa (cosφ) adalah nilai kosinus sudut rintangan, menunjukkan nisbah kuasa aktif kepada kuasa kasar, mencerminkan kecekapan litar.

Sudut fasa (θ atau φ) adalah perbezaan fasa antara gelombang voltan dan arus, yang menentukan aliran tenaga litar dan merupakan manifestasi spesifik sudut faktor kuasa.

Memahami konsep-konsep ini membantu dalam menganalisis dan mengoptimumkan reka bentuk litar AC, meningkatkan kecekapan tenaga dan mengurangkan kerugian kuasa reaktif.