Hướng dẫn cách tính hệ số công suất

Như đã đề cập trước đó, biểu đồ đồ thị cho thấy tỷ lệ giữa lượng điện năng tiêu tán (hoặc tiêu thụ ) và lượng điện năng hấp thụ / trở lại. Nó cũng xảy ra cùng một góc với trở kháng của mạch ở dạng cực. Khi được biểu thị dưới dạng phân số, tỷ lệ này giữa công suất thực và công suất biểu kiến ​​được gọi là hệ số công suất cho mạch này. Bởi vì công suất thực và công suất biểu kiến ​​tạo thành các cạnh kề và cạnh huyền của một tam giác vuông tương ứng, tỷ lệ hệ số công suất cũng bằng cosin của góc pha đó. Sử dụng các giá trị từ mạch ví dụ cuối cùng :

Cần lưu ý rằng hệ số công suất, giống như tất cả các phép đo tỷ lệ, là một đại lượng không có đơn vị.

Giá trị hệ số công suất

Đối với mạch điện trở thuần, hệ số công suất là 1 (hoàn hảo), vì công suất phản kháng bằng không. Ở đây, tam giác công suất sẽ trông giống như một đường nằm ngang, bởi vì phía đối diện (công suất phản kháng) sẽ có độ dài bằng không.

Đối với mạch cảm ứng thuần túy, hệ số công suất bằng 0, vì công suất thực bằng 0. Ở đây, tam giác công suất sẽ trông giống như một đường thẳng đứng, bởi vì cạnh bên (công suất thực) sẽ có độ dài bằng không.

Điều tương tự có thể được nói cho một mạch điện dung thuần túy. Nếu không có thành phần tiêu tán (điện trở) trong mạch, thì công suất thực phải bằng 0, làm cho bất kỳ công suất nào trong mạch hoàn toàn phản ứng. Tam giác công suất cho mạch điện dung thuần túy sẽ lại là một đường thẳng đứng (chỉ xuống thay vì hướng lên như đối với mạch thuần cảm).

Tầm quan trọng của hệ số công suất

Hệ số công suất có thể là một khía cạnh quan trọng cần xem xét trong mạch điện xoay chiều bởi vì bất kỳ hệ số công suất nào nhỏ hơn 1 có nghĩa là hệ thống dây điện của mạch phải mang nhiều dòng điện hơn mức cần thiết với độ phản kháng bằng 0 trong mạch để cung cấp cùng một lượng (đúng ) công suất cho tải điện trở. Nếu mạch ví dụ cuối cùng của chúng tôi hoàn toàn là điện trở, chúng tôi sẽ có thể cung cấp đầy đủ 169.256 watt cho tải với cùng một dòng điện 1.410 ampe, thay vì chỉ có 119.365 watt mà hiện tại nó đang tiêu tan với cùng một lượng hiện tại. Hệ số công suất kém làm cho một hệ thống cung cấp điện không hiệu quả.

Yếu tố năng lượng kém

Nghịch lý, hệ số công suất kém có thể được sửa chữa, bằng cách thêm một tải khác vào mạch tạo ra công suất phản kháng bằng nhau và ngược lại, để loại bỏ các ảnh hưởng của phản ứng cảm ứng của tải. Phản ứng cảm ứng chỉ có thể bị hủy bởi phản ứng điện dung , vì vậy chúng ta phải thêm một tụ điện song song với mạch ví dụ của chúng tôi như là tải bổ sung. Tác dụng của hai phản ứng đối lập này song song là làm cho tổng trở kháng của mạch bằng tổng trở của nó (để làm cho góc pha trở kháng bằng nhau, hoặc ít nhất là gần hơn, bằng không).

Vì chúng ta biết rằng công suất phản kháng (chưa được xử lý) là 119,998 VAR (quy nạp), chúng ta cần tính toán kích thước tụ điện chính xác để tạo ra cùng một công suất phản kháng (điện dung). Vì tụ điện này sẽ trực tiếp song song với nguồn (có điện áp đã biết), chúng tôi sẽ sử dụng công thức nguồn bắt đầu từ điện áp và phản ứng:

Chúng ta hãy sử dụng giá trị tụ điện tròn 22 22F và xem điều gì xảy ra với mạch của chúng tôi: (Hình dưới)

Tụ điện song song hiệu chỉnh hệ số công suất trễ của tải cảm ứng. Số V2 và số nút: 0, 1, 2 và 3 có liên quan đến SPICE và hiện tại có thể bị bỏ qua.

Các hệ số công suất cho mạch, nói chung, đã được cải thiện đáng kể. Dòng điện chính đã giảm từ 1,41 ampe xuống 994,7 milliamp, trong khi công suất tiêu tán ở điện trở tải vẫn không thay đổi ở mức 119.365 watt. Hệ số công suất gần hơn với 1:

Vì góc trở kháng vẫn là một số dương, nên chúng ta biết rằng mạch, về tổng thể, vẫn có nhiều điện cảm hơn là điện dung. Nếu các nỗ lực điều chỉnh hệ số công suất của chúng tôi hoàn toàn đúng mục tiêu, chúng tôi sẽ đạt đến một góc trở kháng chính xác bằng 0, hoặc hoàn toàn là điện trở. Nếu chúng ta đã thêm song song quá lớn một tụ điện, chúng ta sẽ có một góc trở kháng âm, cho thấy mạch có điện dung cao hơn điện cảm.

Theo tác giả biên dịch : Anh Thư – Nguồn Allaboutcircuits | Tư vấn điện thông minh Blogspot

Bạn có thể tìm trên google bằng từ khóa liên quan:
hệ số công suất của mạch
công thức hệ số công suất
công thức tính hệ số công suất