వోల్టేజ్ మరియు కరంట్ మధ్య ఒక ఫేజ్ వ్యత్యాసం ఉన్నప్పుడు పవర్ ఫ్యాక్టర్ లను లెక్కించడం యొక్క విధానం ఏం?

శక్తి కార్యకారణ యొక్క నిర్వచనం మరియు లెక్కింపు విధానం

శక్తి కార్యకారణ (PF) అనేది AC సర్క్యూట్లో వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య ఫేజ్ వ్యత్యాసాన్ని కొలుస్తున్న ముఖ్యమైన పారామీటర్. ఇది నిజమైన ఉపభోగించబడుతున్న షాట్ శక్తి మరియు సాధారణ శక్తి మధ్య నిష్పత్తిని ప్రతిబింబిస్తుంది, ఇది విద్యుత్ శక్తి ఉపయోగం యొక్క దక్షతను చూపుతుంది. వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య ఫేజ్ వ్యత్యాసం ఉంటే, శక్తి కార్యకారణం సాధారణంగా 1 కంటే తక్కువ ఉంటుంది.

1. శక్తి కార్యకారణ నిర్వచనం

శక్తి కార్యకారణం నిర్వచనం ఇలా ఉంటుంది:

• షాట్ శక్తి (P): నిజమైన ఉపభోగించబడుతున్న శక్తి, వాట్సు (W)లో కొలుస్తారు, ఉపయోగకర పన్ను చేసే శక్తి భాగాన్ని సూచిస్తుంది.

• సాధారణ శక్తి (S): వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ ల లబ్ధం, వోల్ట్-అంపీర్లు (VA)లో కొలుస్తారు, సర్క్యూట్లో మొత్తం విద్యుత్ శక్తి ప్రవాహాన్ని సూచిస్తుంది.

• రియాక్టివ్ శక్తి (Q): శక్తి యొక్క ఒక భాగం, ఏ శక్తిని ఉపభోగించదు, కానీ శక్తి వినిమయంలో పాల్గొంటుంది, వోల్ట్-అంపీర్లు రియాక్టివ్ (VAR)లో కొలుస్తారు.

2. ఫేజ్ వ్యత్యాసం మరియు శక్తి కార్యకారణ మధ్య సంబంధం

శుద్ధ రిఝిస్టీవ్ లోడ్లలో, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ లు ఒకే ఫేజ్లో ఉంటాయి, ఇది 1 యొక్క శక్తి కార్యకారణాన్ని ఫలితం చేస్తుంది. కానీ, ఇండక్టివ్ లోడ్లు (మోటర్లు, ట్రాన్స్‌ఫర్మర్లు) లేదా కెపాసిటివ్ లోడ్లు (కెపాసిటర్లు)లో, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య ఫేజ్ వ్యత్యాసం ఉంటుంది, ఇది 1 కంటే తక్కువ శక్తి కార్యకారణాన్ని ఫలితం చేస్తుంది.

వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య ఫేజ్ కోణం (ϕ) ద్వారా శక్తి కార్యకారణాన్ని వ్యక్తపరచవచ్చు:

ఇక్కడ:

• ϕ అనేది వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య ఫేజ్ కోణం, రేడియన్లో లేదా డిగ్రీలో కొలుస్తారు.

• cos(ϕ) అనేది ఫేజ్ కోణం కొసైన్, శక్తి కార్యకారణాన్ని సూచిస్తుంది.

3. శక్తి త్రిభుజం

శక్తి కార్యకారణాన్ని బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, షాట్ శక్తి, రియాక్టివ్ శక్తి, మరియు సాధారణ శక్తి మధ్య సంబంధాన్ని శక్తి త్రిభుజం ద్వారా చూపవచ్చు:

• షాట్ శక్తి (P): అంతరంగం, నిజమైన ఉపభోగించబడుతున్న శక్తిని సూచిస్తుంది.

• రియాక్టివ్ శక్తి (Q): లంబం, శక్తిని ఉపభోగించదు, కానీ శక్తి వినిమయంలో పాల్గొంటుంది.

• సాధారణ శక్తి (S): కర్ణం, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ ల లబ్ధం.

పైథాగరస్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఈ మూడు పరిమాణాల మధ్య సంబంధం ఇలా ఉంటుంది:

కాబట్టి, శక్తి కార్యకారణాన్ని ఇలా వ్యక్తపరచవచ్చు:

4. శక్తి కార్యకారణ లెక్కింపు సూత్రం

వోల్టేజ్ V, కరెంట్ I, మరియు వాటి మధ్య ఫేజ్ వ్యత్యాసం ϕ తెలిస్తే, శక్తి కార్యకారణాన్ని ఈ క్రింది సూత్రం ద్వారా లెక్కించవచ్చు:

షాట్ శక్తి P మరియు సాధారణ శక్తి S తెలిస్తే, శక్తి కార్యకారణాన్ని ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించవచ్చు:

5. శక్తి కార్యకారణ సరికట్టు

వాస్తవిక ప్రయోగాల్లో, తక్కువ శక్తి కార్యకారణం విద్యుత్ వ్యవస్థలో నష్టాలను పెంచుతుంది మరియు దాని దక్షతను తగ్గిస్తుంది. శక్తి కార్యకారణాన్ని మెరుగుపరచడానికి, ప్రామాణిక విధానాలు ఇవి:

సమాంతరంగా కెపాసిటర్లను నిర్మించడం: ఇండక్టివ్ లోడ్లకు, సమాంతరంగా కెపాసిటర్లను నిర్మించడం ద్వారా రియాక్టివ్ శక్తిని పూర్తి చేయవచ్చు, ఫేజ్ వ్యత్యాసాన్ని తగ్గించవచ్చు, ఇది శక్తి కార్యకారణాన్ని పెంచుతుంది.

శక్తి కార్యకారణ సరికట్టు పరికరాలను ఉపయోగించడం: ఆధునిక పరికరాలు ప్రామాణికంగా అవతరణ శక్తి కార్యకారణ సరికట్టు పరికరాలను ఉపయోగిస్తాయి, ఇవి రియాక్టివ్ శక్తిని డైనమిక్ విధంగా సరికొని ఉచ్చ శక్తి కార్యకారణాన్ని పెంచుతాయి.

సారాంశం

వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య ఫేజ్ వ్యత్యాసం ఉంటే, శక్తి కార్యకారణాన్ని ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించవచ్చు:

• శక్తి కార్యకారణ (PF) = cos(ϕ), ఇక్కడ ϕ అనేది వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య ఫేజ్ కోణం.

• శక్తి కార్యకారణ (PF) = P/S, ఇక్కడ P అనేది షాట్ శక్తి, S అనేది సాధారణ శక్తి.

శక్తి కార్యకారణం విద్యుత్ శక్తి ఉపయోగం యొక్క దక్షతను ప్రతిబింబిస్తుంది, ఒక ఆధారపరమైన శక్తి కార్యకారణం 1, ఇది వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ లు సర్వసమానంగా ఉన్నట్లు సూచిస్తుంది. యోగ్య చర్యలను అమలు చేయడం (ఉదాహరణకు, కెపాసిటర్లను నిర్మించడం లేదా శక్తి కార్యకారణ సరికట్టు పరికరాలను ఉపయోగించడం) ద్వారా, శక్తి కార్యకారణాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు, వ్యవస్థ నష్టాలను తగ్గించడం మరియు మొత్తం దక్షతను పెంచడం.