Предварителен vs Закъснял коефициент на мощност | Обяснение на фазовата разлика

Предварящият и закъсняващ фактор на мощността са два ключови концепта, свързани с фактора на мощност в алтернативните електрически системи. Основната разлика се корени в фазовото отношение между тока и напрежението: при предварящ фактор на мощност, токът предварява напрежението, докато при закъсняващ фактор на мощност, токът закъснява след напрежението. Това поведение зависи от характера на нагрузката в цепта.

Какво е Фактор на Мощност?

Факторът на мощност е важен безразмерен параметър в алтернативните електрически системи, приложим както за еднофазни, така и за трифазни цепи. Той се дефинира като отношението между истинската (или реална) мощност и явната мощност.

В DC цепи, мощността може да бъде определена директно чрез умножаване на показанията на напрежението и тока. Обаче, в AC цепи, този продукт дава явна мощност, а не фактическата използваната мощност. Това е, защото общата доставена мощност (явната мощност) не е изцяло използвана; частта, която извършва полезна работа, се нарича реална мощност.

Просто казано, факторът на мощност е косинуса на фазовия ъгъл между напрежението (V) и тока (I). За линейни нагрузки в AC цепи, факторът на мощност варира от -1 до 1. Стойност, близка до 1, указва по-ефективна и стабилна система.

Дефиниция на Предварящ Фактор на Мощност

Предварящ фактор на мощност се наблюдава, когато в цепта присъства капацитивна нагрузка. В чисто капацитивни или резистивно-капацитивни (RC) нагрузки, токът предварява подаваното напрежение, което води до предварящ фактор на мощност.

Тъй като факторът на мощност е отношението между реалната мощност и явната мощност – и за синусоидални вълни, косинусът на фазовия ъгъл между напрежението и тока – предварящият ток създава положителен фазов ъгъл, давайки предварящ фактор на мощност.

Както е видимо от горната фигура, токът $I$ пресича времевата ос на нула по-рано в фаза от напрежението $V$. Това състояние се нарича предварящ фактор на мощност. Долния график показва триъгълника на мощността за предварящ фактор на мощност.

Дефиниция на Закъсняващ Фактор на Мощност

Закъсняващ фактор на мощност в AC цепи се наблюдава, когато нагрузката е индуктивна по природа. Това е, защото, в присъствието на чисто индуктивна или резистивно-индуктивна (RL) нагрузка, съществува фазово различие между напрежението и тока, така че токът закъснява след напрежението. Резултатът е, че факторът на мощност на такива цепи се счита за закъсняващ.

Разгледайте вълновите форми на подаваното напрежение и тока през чисто индуктивна нагрузка:

Тук, токът пресича нулата на времевата ос по-късно в фаза спрямо напрежението, което води до закъсняващ фактор на мощност. Триъгълникът на мощността за закъсняващ фактор на мощност е показан долу:

Заключение

От горния разговор може да се заключи, че идеално, напрежението и токът се приемат за в фаза, което води до фазов ъгъл от 0° между тях. Обаче, на практика, съществува фазово различие, и това се представя чрез фактора на мощност на цепта.