Wat is die metode om kragfaktor te bereken wanneer daar 'n faseverskil tussen spanning en stroom bestaan?

Definisie en Berekening Metode van Kragfaktor

Kragfaktor (PF) is 'n kritieke parameter wat die faseverskil tussen spanning en stroom in 'n wisselstroom-sirkel meet. Dit verteenwoordig die verhouding van werklike verbruikte aktiewe krag tot skynbare krag, wat die doeltreffendheid van elektriese energie-gebruik weerspieël. Wanneer daar 'n faseverskil tussen spanning en stroom is, is die kragfaktor tipies minder as 1.

1. Definisie van Kragfaktor

Die kragfaktor word gedefinieer as:

• Aktiewe Krag (P): Die werklike verbruikte krag, gemeet in watt (W), wat die deel van krag verteenwoordig wat nuttige werk verrig.

• Skynbare Krag (S): Die produk van spanning en stroom, gemeet in volt-amperes (VA), wat die totale elektriese energiestroom in die sirkel verteenwoordig.

• Reaktiewe Krag (Q): Die komponent van krag wat nie energie verbruik nie, maar aan energie-uitruil deelneem, gemeet in volt-amperes reaktief (VAR).

2. Verhouding Tussen Faseverskil en Kragfaktor

By puur weerstandlaste is spanning en stroom in fase, wat lei tot 'n kragfaktor van 1. Echter, by induktiewe laste (soos motors en transformateurs) of kapasitiewe laste (soos kondensators) is daar 'n faseverskil tussen spanning en stroom, wat lei tot 'n kragfaktor minder as 1.

Die kragfaktor kan uitgedruk word met die fasehoek ( $\mathrm{<br>}$ϕ) tussen spanning en stroom:

Waar:

• ϕ is die fasehoek tussen spanning en stroom, gemeet in radiane of grade.

• cos(ϕ) is die kosinus van die fasehoek, wat die kragfaktor verteenwoordig.

3. Kragdriehoek

Om die kragfaktor beter te verstaan, kan die kragdriehoek gebruik word om die verhouding tussen aktiewe krag, reaktiewe krag en skynbare krag te illustreer:

• Aktiewe Krag (P): Die horisontale sy, wat die werklike verbruikte krag verteenwoordig.

• Reaktiewe Krag (Q): Die vertikale sy, wat die nie-verbruikende maar energie-uitruil komponent verteenwoordig.

• Skynbare Krag (S): Die skuinsyd, wat die produk van spanning en stroom verteenwoordig.

Volgens die Pythagoras-stelling is die verhouding tussen hierdie drie groothede:

Daarom kan die kragfaktor ook uitgedruk word as:

4. Berekening Formule vir Kragfaktor

Wanneer die spanning V, stroom I, en hul faseverskil ϕ bekend is, kan die kragfaktor bereken word deur die volgende formule te gebruik:

As die aktiewe krag P en skynbare krag S bekend is, kan die kragfaktor direk bereken word deur:

5. Kragfaktor Korreksie

In praktiese toepassings verhoog 'n lae kragfaktor verliese in die kragstelsel en verminder sy doeltreffendheid. Om die kragfaktor te verbeter, sluit gewone metodes in:

Parallelle Kondensators Installeer: Vir induktiewe laste, kan parallelle kondensators geïnstalleer word om reaktiewe krag te kompenseer, faseverskil te verminder, en dus die kragfaktor te verhoog.

Gebruik van Kragfaktor Korreksie Toestelle: Moderne toerusting sluit dikwels outomatiese kragfaktor korreksie toestelle in wat dinamies reaktiewe krag aanpas om 'n hoë kragfaktor te handhaaf.

Opsomming

Wanneer daar 'n faseverskil tussen spanning en stroom is, kan die kragfaktor soos volg bereken word:

• Kragfaktor (PF) = cos(ϕ), waar ϕ die fasehoek tussen spanning en stroom is.

• Kragfaktor (PF) = P/S, waar P die aktiewe krag is en S die skynbare krag.

Die kragfaktor weerspieël die doeltreffendheid van elektriese energie-gebruik, met 'n ideale kragfaktor van 1, wat aandui dat spanning en stroom perfek in fase is. Deur gepaste maatreëls (soos die installasie van kondensators of die gebruik van kragfaktor korreksie toestelle) toe te pas, kan die kragfaktor verbeter word, verliese in die stelsel verminder en die algehele doeltreffendheid verhoog.