Leading vs Lagging Power Factor | Paglalarawan ng Phase Difference

Ang leading at lagging power factors ay dalawang pangunahing konsepto na may kaugnayan sa power factor sa mga AC electrical systems. Ang pangunahing pagkakaiba ay nasa phase relationship sa pagitan ng current at voltage: sa leading power factor, ang current ay nangunguna sa voltage, samantalang sa lagging power factor, ang current ay sumusunod sa voltage. Ang pag-uugali na ito ay depende sa kalikasan ng load sa circuit.

Ano ang Power Factor?

Ang power factor ay isang mahalagang, walang dimensyon na parameter sa mga AC electrical systems, na applicable sa parehong single-phase at three-phase circuits. Ito ay inilalarawan bilang ratio ng true (o real) power sa apparent power.

Sa DC circuits, maaaring matukoy ang power diretso sa pamamagitan ng pagsasama ng voltage at current readings. Gayunpaman, sa AC circuits, ang produktong ito ay nagbibigay ng apparent power, hindi ang aktwal na power na inilalaan. Ito ay dahil ang total na ipinagkakaloob na power (apparent power) ay hindi buong ginagamit; ang bahagi na gumagawa ng useful work ay tinatawag na real power.

Simpleng sabihin, ang power factor ay ang cosine ng phase angle sa pagitan ng voltage (V) at current (I). Para sa linear loads sa AC circuits, ang power factor ay nasa range mula -1 hanggang 1. Ang value na mas malapit sa 1 ay nagpapahiwatig ng mas efficient at stable system.

Pagsasalain ng Leading Power Factor

Ang leading power factor ay nangyayari kapag may capacitive load sa circuit. Sa purely capacitive o resistive-capacitive (RC) loads, ang current ay nangunguna sa supply voltage, na nagreresulta sa leading power factor.

Dahil ang power factor ay ang ratio ng real power sa apparent power—at para sa sinusoidal waveforms, ang cosine ng phase angle sa pagitan ng voltage at current—ang leading current ay lumilikha ng positive phase angle, nagbibigay ng leading power factor.

Tulad ng makikita sa figure sa itaas, ang current $I$ ay tumatawid sa time axis sa zero mas maaga sa phase kaysa sa voltage $V$. Ang kondisyon na ito ay kilala bilang leading power factor. Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng power triangle para sa leading power factor.

Pagsasalain ng Lagging Power Factor

Ang lagging power factor sa isang AC circuit ay nangyayari kapag ang load ay inductive sa kalikasan. Ito ay dahil, sa presensya ng purely inductive o resistive-inductive load, may phase difference sa pagitan ng voltage at current kung saan ang current ay sumusunod sa voltage. Bilang resulta, ang power factor ng mga circuits na ito ay sinasabing lagging.

Isipin ang waveforms ng supply voltage at ang current sa pamamagitan ng purely inductive load:

Dito, ang current ay tumatawid sa zero point ng time axis sa mas huling phase kumpara sa voltage, na nagreresulta sa lagging power factor. Ang power triangle para sa lagging power factor ay ipinapakita sa ibaba:

Kasimpulan

Mula sa pagtalakay sa itaas, maaaring masabi na sa ideal, ang voltage at current ay inaasahan na magkakaparehong phase, na nagreresulta sa phase angle na 0° sa pagitan nila. Gayunpaman, sa praktikal, may phase difference, at ito ay kinakatawan ng power factor ng circuit.