Dans les circuits à courant alternatif, le facteur de puissance est le rapport entre la puissance réelle utilisée pour effectuer le travail et la puissance apparente fournie au circuit.
Le facteur de puissance peut prendre des valeurs comprises entre 0 et 1.
Lorsque toute la puissance est de la puissance réactive sans puissance réelle (généralement une charge inductive) - le facteur de puissance est de 0.
Lorsque toute la puissance est une puissance réelle sans puissance réactive (charge résistive) - le facteur de puissance est de 1.
Le facteur de puissance est égal à la puissance réelle ou réelle P en watts (W) divisée par la puissance apparente |S| en volt-ampère (VA):
PF = P(W) / |S(VA)|
PF - facteur de puissance.
P - puissance réelle en watts (W).
|S| - puissance apparente - l'amplitude de la puissance complexe en volt⋅ampères (VA).
Pour un courant sinusoïdal, le facteur de puissance PF est égal à la valeur absolue du cosinus de l'angle de phase de puissance apparente φ (qui est également l'angle de phase d'impédance) :
PF = |cos φ|
PF est le facteur de puissance.
φ est l'angle de phase de puissance apparent.
La puissance réelle P en watts (W) est égale à la puissance apparente |S| en volt-ampère (VA) multiplié par le facteur de puissance PF :
P(W) = |S(VA)| × PF = |S(VA)| × |cos φ|
Lorsque le circuit a une charge d'impédance résistive, la puissance réelle P est égale à la puissance apparente |S| et le facteur de puissance PF est égal à 1 :
PF(resistive load) = P / |S| = 1
La puissance réactive Q en volt-ampères réactifs (VAR) est égale à la puissance apparente |S| en volt-ampère (VA) multiplié par le sinus de l'angle de phase φ :
Q(VAR) = |S(VA)| × |sin φ|
Calcul du circuit monophasé à partir de la lecture réelle du compteur électrique P en kilowatts (kW), de la tension V en volts (V) et du courant I en ampères (A) :
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (V(V) × I(A))
Calcul du circuit triphasé à partir de la lecture réelle du compteur électrique P en kilowatts (kW), de la tension ligne à ligne V L-L en volts (V) et du courant I en ampères (A) :
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (√3 × VL-L(V) × I(A))
Calcul du circuit triphasé à partir de la lecture réelle du compteur électrique P en kilowatts (kW), du neutre ligne à ligne V L-N en volts (V) et du courant I en ampères (A) :
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (3 × VL-N(V) × I(A))
La correction du facteur de puissance est un ajustement du circuit électrique afin de modifier le facteur de puissance près de 1.
Un facteur de puissance proche de 1 réduira la puissance réactive dans le circuit et la majeure partie de la puissance dans le circuit sera de la puissance réelle. Cela réduira également les pertes sur les lignes électriques.
La correction du facteur de puissance se fait généralement en ajoutant des condensateurs au circuit de charge, lorsque le circuit comporte des composants inductifs, comme un moteur électrique.
La puissance apparente |S| en volt-ampères (VA) est égal à la tension V en volts (V) multipliée par le courant I en ampères (A) :
|S(VA)| = V(V) × I(A)
La puissance réactive Q en volt-ampères réactifs (VAR) est égale à la racine carrée du carré de la puissance apparente |S| en volt-ampère (VA) moins le carré de la puissance réelle P en watts (W) (théorème de Pythagore) :
Q(VAR) = √(|S(VA)|2 - P(W)2)
Qc (kVAR) = Q(kVAR) - Qcorrected (kVAR)
La puissance réactive Q en volt-ampères réactifs (VAR) est égale au carré de la tension V en volts (V) divisé par la réactance Xc :
Qc (VAR) = V(V)2 / Xc = V(V)2 / (1 / (2π f(Hz)×C(F))) = 2π f(Hz)×C(F)×V(V)2
Ainsi, le condensateur de correction du facteur de puissance en Farad (F) qui doit être ajouté au circuit en parallèle est égal à la puissance réactive Q en volt-ampères réactifs (VAR) divisée par 2π fois la fréquence f en Hertz (Hz) fois le carré tension V en volts (V) :
C(F) = Qc (VAR) / (2π f(Hz)·V(V)2)
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