Leading vs Lagging Power Factor | Pinaglabanan ang Pagkakaiba ng Phase

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 relasyon ng phase sa pagitan ng current at voltage: sa isang leading power factor, ang current ay nangunguna sa voltage, samantalang sa isang lagging power factor, ang current ay sumusunod sa voltage. Ito ay depende sa natura 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 tunay (o real) power sa apparent power.

Sa DC circuits, maaaring matukoy ang power direkta sa pamamagitan ng pagmultiply ng voltage at current readings. Gayunpaman, sa AC circuits, ang produktong ito ay nagbibigay ng apparent power, hindi ang aktwal na power na na-consume. Ito ay dahil ang total na ipinagkakaloob na power (apparent power) ay hindi buo ang 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 isang value na mas malapit sa 1 ay nagpapahiwatig ng mas epektibong at stable na system.

Pagsasalamin 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 isang 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 positibong phase angle, na 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 kondisyong ito ay kilala bilang leading power factor. Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng power triangle para sa isang leading power factor.

Pagsasalamin ng Lagging Power Factor

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

Isaalang-alang 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 huling phase kumpara sa voltage, na nagreresulta sa isang lagging power factor. Ang power triangle para sa lagging power factor ay ipinapakita sa ibaba:

Kaklusan

Mula sa nabanggit, maaaring ikonsidera na sa ideal na sitwasyon, ang voltage at current ay inaasumang nasa phase, na nagreresulta sa phase angle na 0° sa pagitan nila. Gayunpaman, sa praktikal na mundo, may phase difference na umiiral, at ito ay kinakatawan ng power factor ng circuit.