نامساوی فاکتور توان بازتابی و پیشرو | توضیح اختلاف فاز

عامل قدرت پیشرو و عامل قدرت پسرو دو مفهوم کلیدی در ارتباط با عامل قدرت در سیستم‌های الکتریکی جریان متناوب هستند. تفاوت اصلی در رابطه فازی بین جریان و ولتاژ است: در عامل قدرت پیشرو، جریان پیش از ولتاژ قرار می‌گیرد، در حالی که در عامل قدرت پسرو، جریان پس از ولتاژ قرار می‌گیرد. این رفتار به طبیعت بار موجود در مدار بستگی دارد.

عامل قدرت چیست؟

عامل قدرت یک پارامتر مهم بدون بعد در سیستم‌های الکتریکی جریان متناوب است که به همراه مدارهای یک‌فاز و سه‌فاز قابل اعمال است. آن را به صورت نسبت قدرت واقعی (یا حقیقی) به قدرت ظاهری تعریف می‌کنند.

در مدارهای جریان مستقیم، قدرت می‌تواند مستقیماً با ضرب خواندن ولتاژ و جریان تعیین شود. اما در مدارهای جریان متناوب، این حاصلضرب قدرت ظاهری را نشان می‌دهد، نه قدرت واقعی مصرف شده. زیرا کل قدرت تأمین شده (قدرت ظاهری) به طور کامل استفاده نمی‌شود؛ بخشی که کار مفید انجام می‌دهد قدرت واقعی نامیده می‌شود.

به طور ساده، عامل قدرت کوسینوس زاویه فازی بین ولتاژ (V) و جریان (I) است. برای بارهای خطی در مدارهای جریان متناوب، عامل قدرت بین -1 تا 1 متغیر است. مقدار نزدیک به 1 نشان‌دهنده یک سیستم کاراتر و پایدارتر است.

تعریف عامل قدرت پیشرو

عامل قدرت پیشرو زمانی رخ می‌دهد که باری خازنی در مدار وجود داشته باشد. در بارهای خالص خازنی یا مقاومت-خازنی (RC)، جریان پیش از ولتاژ تأمین قرار می‌گیرد، که منجر به عامل قدرت پیشرو می‌شود.

از آنجا که عامل قدرت نسبت قدرت واقعی به قدرت ظاهری است—و برای موج‌های سینوسی، کوسینوس زاویه فازی بین ولتاژ و جریان—جریان پیشرو یک زاویه فازی مثبت ایجاد می‌کند، که منجر به عامل قدرت پیشرو می‌شود.

همانطور که از شکل بالا مشخص است، جریان $I$ محور زمان را در صفر به صورت فازی زودتر از ولتاژ $V$ عبور می‌کند. این شرایط به عنوان عامل قدرت پیشرو شناخته می‌شود. شکل زیر مثلث قدرت برای عامل قدرت پیشرو را نشان می‌دهد.

تعریف عامل قدرت پسرو

عامل قدرت پسرو در یک مدار جریان متناوب زمانی رخ می‌دهد که باری القایی در مدار وجود داشته باشد. زیرا در حضور یک بار خالص القایی یا مقاومت-القایی، یک اختلاف فازی بین ولتاژ و جریان وجود دارد که جریان پس از ولتاژ قرار می‌گیرد. بنابراین، عامل قدرت چنین مدارهایی پسرو نامیده می‌شود.

موج‌های ولتاژ تأمین و جریان از طریق یک بار خالص القایی را در نظر بگیرید:

در اینجا، جریان محور زمان را در صفر به صورت فازی دیرتر از ولتاژ عبور می‌کند، که منجر به عامل قدرت پسرو می‌شود. مثلث قدرت برای عامل قدرت پسرو در زیر نشان داده شده است:

نتیجه‌گیری

از بحث فوق می‌توان نتیجه گرفت که ایده‌آل‌ترین حالت آن است که ولتاژ و جریان در فاز باشند، که منجر به زاویه فازی ۰ درجه بین آنها می‌شود. اما در عمل، یک تفاوت فازی وجود دارد و این تفاوت توسط عامل قدرت مدار نمایان می‌گردد.