Koji je metod za izračunavanje faktora snage kada postoji fazna razlika između napona i struje

Definicija i metod izračunavanja faktora snage

Faktor snage (PF) je ključni parametar koji meri faznu razliku između napona i struje u AC kolu. On predstavlja odnos stvarno potrošene aktivne snage i očigledne snage, odražavajući efikasnost iskorišćenja električne energije. Kada postoji fazna razlika između napon i struje, faktor snage je obično manji od 1.

1. Definicija faktora snage

Faktor snage se definiše kao:

• Aktivna snaga (P): Stvarna potrošena snaga, mjerena u vatima (W), koja predstavlja dio snage koji obavlja korisni posao.

• Očigledna snaga (S): Proizvod napon i struje, mjerena u volt-amperima (VA), koja predstavlja ukupan tok električne energije u kolu.

• Reaktivna snaga (Q): Komponenta snage koja ne potroši energiju ali učešće u razmjeni energije, mjerena u volt-amperima reaktivnim (VAR).

2. Odnos između fazne razlike i faktora snage

U čistim otpornim opterećenjima, napon i struja su u fazi, što rezultira faktorom snage od 1. Međutim, u induktivnim opterećenjima (poput motora i transformatora) ili kapacitivnim opterećenjima (poput kondenzatora), postoji fazna razlika između napon i struje, što dovodi do faktora snage manjeg od 1.

Faktor snage može se izraziti pomoću faznog ugla ( $\mathrm{<br>}$ϕ) između napon i struje:

Gdje:

• ϕ je fazni ugao između napon i struje, mjereno u radijanima ili stepenima.

• cos(ϕ) je kosinus faznog ugla, koji predstavlja faktor snage.

3. Trokut snage

Da bi bolje razumjeli faktor snage, trokut snage može se koristiti za ilustraciju odnosa između aktivne snage, reaktivne snage i očigledne snage:

• Aktivna snaga (P): Horizontalna stranica, koja predstavlja stvarnu potrošenu snagu.

• Reaktivna snaga (Q): Vertikalna stranica, koja predstavlja komponentu koja ne potroši ali učešće u razmjeni energije.

• Očigledna snaga (S): Hipotenuza, koja predstavlja proizvod napon i struje.

Prema Pitagorinom teoremu, odnos među ovim tri veličine je:

Stoga se faktor snage može također izraziti kao:

4. Formula za izračun faktora snage

Kada su poznati napon V, struja I i njihova fazna razlika ϕ, faktor snage se može izračunati koristeći sljedeću formulu:

Ako su poznate aktivna snaga P i očigledna snaga S, faktor snage se može direktno izračunati koristeći:

5. Korekcija faktora snage

U praktičnim primjenama, niski faktor snage povećava gubitke u sistemu snage i smanjuje njegovu efikasnost. Da bi se poboljšao faktor snage, uobičajeni metode uključuju:

Instalacija paralelnih kondenzatora: Za induktivna opterećenja, instalacija paralelnih kondenzatora može kompenzirati reaktivnu snagu, smanjiti faznu razliku i time povećati faktor snage.

Korištenje uređaja za korekciju faktora snage: Moderno opremu često uključuje automatske uređaje za korekciju faktora snage koji dinamički prilagođavaju reaktivnu snagu kako bi se održao visok faktor snage.

Sažetak

Kada postoji fazna razlika između napon i struje, faktor snage se može izračunati na sljedeći način:

• Faktor snage (PF) = cos(ϕ), gdje je ϕ fazni ugao između napon i struje.

• Faktor snage (PF) = P/S, gdje je P aktivna snaga, a S očigledna snaga.

Faktor snage odražava efikasnost iskorišćenja električne energije, s idealnim faktorom snage od 1, što ukazuje da su napon i struja savršeno u fazi. Implementacijom odgovarajućih mjera (poput instalacije kondenzatora ili korištenja uređaja za korekciju faktora snage), faktor snage se može poboljšati, smanjujući gubitke sistema i povećavajući ukupnu efikasnost.