Leading vs Lagging Power Factor | चरण अंतर की व्याख्या

आगे और पीछे की शक्ति गुणांक एसी विद्युत प्रणालियों में शक्ति गुणांक से संबंधित दो महत्वपूर्ण अवधारणाएँ हैं। मुख्य अंतर धारा और वोल्टेज के बीच के दশा संबंध पर निर्भर करता है: आगे की शक्ति गुणांक में धारा वोल्टेज से आगे होती है, जबकि पीछे की शक्ति गुणांक में धारा वोल्टेज से पीछे रहती है। यह व्यवहार परिपथ में लोड की प्रकृति पर निर्भर करता है।

शक्ति गुणांक क्या है?

शक्ति गुणांक एसी विद्युत प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण, अविमापी पैरामीटर है, जो एक-फेज और तीन-फेज परिपथों दोनों पर लागू होता है। इसे वास्तविक (या वास्तविक) शक्ति और दृश्य शक्ति के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

डीसी परिपथों में, शक्ति को वोल्टेज और धारा के मापदंडों को गुणा करके सीधे निर्धारित किया जा सकता है। हालांकि, एसी परिपथों में, यह गुणनफल दृश्य शक्ति देता है, वास्तविक खपत की गई शक्ति नहीं। यह इसलिए है क्योंकि कुल आपूर्तित शक्ति (दृश्य शक्ति) पूरी तरह से उपयोग में नहीं ली जाती; उपयोगी काम करने वाला हिस्सा वास्तविक शक्ति कहलाता है।

सरल रूप से कहें, शक्ति गुणांक वोल्टेज (V) और धारा (I) के बीच के दशा कोण का कोज्या है। एसी परिपथों में रैखिक लोडों के लिए, शक्ति गुणांक -1 से 1 के बीच होता है। 1 के निकट का मान एक अधिक कुशल और स्थिर प्रणाली को दर्शाता है।

आगे की शक्ति गुणांक की परिभाषा

जब परिपथ में एक क्षमतात्मक लोड मौजूद होता है, तो आगे की शक्ति गुणांक होता है। शुद्ध क्षमतात्मक या प्रतिरोध-क्षमतात्मक (RC) लोडों में, धारा आपूर्ति वोल्टेज से आगे होती है, जिससे आगे की शक्ति गुणांक प्राप्त होता है।

चूंकि शक्ति गुणांक वास्तविक शक्ति और दृश्य शक्ति का अनुपात है और साइनसोइडल तरंगाकारों के लिए, वोल्टेज और धारा के बीच के दशा कोण का कोज्या है, तो आगे की धारा एक धनात्मक दशा कोण बनाती है, जिससे आगे की शक्ति गुणांक प्राप्त होता है।

ऊपर दिए गए चित्र से स्पष्ट है कि धारा $I$ वोल्टेज $V$ की तुलना में दशा में शून्य बिंदु पर आगे पार करती है। इस स्थिति को आगे की शक्ति गुणांक कहा जाता है। नीचे दिए गए चित्र में आगे की शक्ति गुणांक के लिए शक्ति त्रिभुज दर्शाया गया है।

पीछे की शक्ति गुणांक की परिभाषा

एसी परिपथ में पीछे की शक्ति गुणांक तब होता है जब लोड उत्तेजित होता है। यह इसलिए है क्योंकि, शुद्ध उत्तेजित या प्रतिरोध-उत्तेजित लोड की उपस्थिति में, वोल्टेज और धारा के बीच एक दशा अंतर होता है जिसमें धारा वोल्टेज से पीछे रहती है। इस परिणामस्वरूप, ऐसे परिपथों का शक्ति गुणांक पीछे कहलाता है।

शुद्ध उत्तेजित लोड में आपूर्ति वोल्टेज और धारा के तरंगाकारों को ध्यान में रखें:

यहाँ, धारा वोल्टेज की तुलना में दशा में बाद में शून्य बिंदु पर पार करती है, जिससे पीछे की शक्ति गुणांक प्राप्त होता है। नीचे दिए गए चित्र में पीछे की शक्ति गुणांक के लिए शक्ति त्रिभुज दर्शाया गया है:

निष्कर्ष

उपरोक्त चर्चा से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि आदर्श रूप से, वोल्टेज और धारा को दशा में समान माना जाता है, जिससे उनके बीच 0° का दशा कोण प्राप्त होता है। हालांकि, व्यावहारिक रूप से, एक दशा अंतर मौजूद होता है, जिसे परिपथ का शक्ति गुणांक द्वारा दर्शाया जाता है।