Førrende mot etterfølgende effektivt faktor | Forklaring av faseforskjell

Førrende og etterfølgende effektfaktorer er to nøkkelbegreper relatert til effektfaktoren i vekselstrømsystemer. Den hovedforskjellen ligger i fasen forholdet mellom strøm og spenning: ved en førrende effektfaktor følger strømmen før spenningen, mens ved en etterfølgende effektfaktor kommer strømmen etter spenningen. Dette oppførselen avhenger av lastens natur i kretsen.

Hva er Effektfaktor?

Effektfaktor er et viktig, dimensjonsløst parameter i vekselstrømsystemer, gjelder både for enefasede og trefasede kretser. Det defineres som forholdet mellom sanne (eller reelle) effekt til synlig effekt.

I likestrømskretser kan effekt bestemmes direkte ved å multiplisere spenning og strøm målinger. I vekselstrømskretser gir dette produktet imidlertid synlig effekt, ikke den faktiske effekt som forbrukes. Dette skyldes at det totale levert effekt (synlig effekt) blir ikke helt utnyttet; delen som utfører nyttig arbeid kalles reell effekt.

Med andre ord, effektfaktor er cosinus av fasevinkelen mellom spenning (V) og strøm (I). For lineære laster i vekselstrømskretser, varierer effektfaktoren fra -1 til 1. Et tall nærmere 1 indikerer et mer effektivt og stabilt system.

Definisjon av Førrende Effektfaktor

En førrende effektfaktor forekommer når det er en kapasitiv last i kretsen. I ren kapasitive eller resistive-kapasitive (RC) laster, følger strømmen før fôringspenningen, noe som resulterer i en førrende effektfaktor.

Ettersom effektfaktor er forholdet mellom reell effekt til synlig effekt—og for sinusformede bølgeformer, cosinus av fasevinkelen mellom spenning og strøm—skaper den førrende strømmen en positiv fasevinkel, noe som gir en førrende effektfaktor.

Som vist på figuren over, krysser strømmen $I$ tidsaksen ved null tidligere i fase enn spenningen $V$. Dette betingelsen kalles en førrende effektfaktor. Figuren nedenfor illustrerer effekttrekanten for en førrende effektfaktor.

Definisjon av Etterfølgende Effektfaktor

En etterfølgende effektfaktor i en vekselstrømkrets forekommer når lasten er induktiv i sin natur. Dette skyldes at, i tilstedeværelse av en ren induktiv eller resistiv-induktiv last, eksisterer det en faseforskjell mellom spenning og strøm slik at strømmen kommer etter spenningen. Som et resultat, sies effektfaktoren for slike kretser å være etterfølgende.

Overvei bølgeformene for fôringsspenningen og strømmen gjennom en ren induktiv last:

Her krysser strømmen nullpunktet på tidsaksen senere i fase sammenlignet med spenningen, noe som resulterer i en etterfølgende effektfaktor. Effekttrekanten for en etterfølgende effektfaktor vises nedenfor:

Konklusjon

Fra ovennevnte diskusjon, kan det konkluderes at idealisert antas spenning og strøm å være i fase, noe som resulterer i en fasevinkel på 0° mellom dem. Imidlertid eksisterer det i praksis en faseforskjell, og dette representeres ved kretsens effektfaktor.