Nei circuiti CA, il fattore di potenza è il rapporto tra la potenza reale utilizzata per eseguire il lavoro e la potenza apparente fornita al circuito.
Il fattore di potenza può assumere valori compresi tra 0 e 1.
Quando tutta la potenza è potenza reattiva senza potenza reale (solitamente carico induttivo), il fattore di potenza è 0.
Quando tutta la potenza è potenza reale senza potenza reattiva (carico resistivo), il fattore di potenza è 1.
Il fattore di potenza è uguale alla potenza reale o reale P in watt (W) divisa per la potenza apparente |S|in volt-ampere (VA):
PF = P(W) / |S(VA)|
PF - fattore di potenza.
P - potenza reale in watt (W).
|S|- potenza apparente - l'entità della potenza complessa in volt⋅amp (VA).
Per la corrente sinusoidale, il fattore di potenza PF è uguale al valore assoluto del coseno dell'angolo di sfasamento della potenza apparente φ (che è anche l'angolo di sfasamento dell'impedenza):
PF = |cos φ|
PF è il fattore di potenza.
φ è l'angolo di fase di alimentazione apparente.
La potenza reale P in watt (W) è uguale alla potenza apparente |S|in volt-ampere (VA) moltiplicato per il fattore di potenza PF:
P(W) = |S(VA)| × PF = |S(VA)| × |cos φ|
Quando il circuito ha un carico di impedenza resistiva, la potenza reale P è uguale alla potenza apparente |S|e il fattore di potenza PF è uguale a 1:
PF(resistive load) = P / |S| = 1
La potenza reattiva Q in volt-ampere reattive (VAR) è uguale alla potenza apparente |S|in volt-ampere (VA) moltiplicato per il seno dell'angolo di fase φ :
Q(VAR) = |S(VA)| × |sin φ|
Calcolo del circuito monofase dalla lettura reale del misuratore di potenza P in kilowatt (kW), tensione V in volt (V) e corrente I in ampere (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (V(V) × I(A))
Calcolo del circuito trifase dalla lettura reale del misuratore di potenza P in kilowatt (kW), tensione da linea a linea V L-L in volt (V) e corrente I in ampere (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (√3 × VL-L(V) × I(A))
Calcolo del circuito trifase dalla lettura reale del misuratore di potenza P in kilowatt (kW), linea a linea neutro V L-N in volt (V) e corrente I in ampere (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (3 × VL-N(V) × I(A))
La correzione del fattore di potenza è una regolazione del circuito elettrico per modificare il fattore di potenza vicino a 1.
Il fattore di potenza vicino a 1 ridurrà la potenza reattiva nel circuito e la maggior parte della potenza nel circuito sarà potenza reale.Ciò ridurrà anche le perdite di linee elettriche.
La correzione del fattore di potenza viene solitamente eseguita aggiungendo condensatori al circuito di carico, quando il circuito ha componenti induttivi, come un motore elettrico.
La potenza apparente |S|in volt-ampere (VA) è uguale alla tensione V in volt (V) moltiplicata per la corrente I in ampere (A):
|S(VA)| = V(V) × I(A)
La potenza reattiva Q in volt-ampere reattive (VAR) è uguale alla radice quadrata del quadrato della potenza apparente |S|in volt-ampere (VA) meno il quadrato della potenza reale P in watt (W) (teorema di Pitagora):
Q(VAR) = √(|S(VA)|2 - P(W)2)
Qc (kVAR) = Q(kVAR) - Qcorrected (kVAR)
La potenza reattiva Q in volt-ampere reattive (VAR) è uguale al quadrato della tensione V in volt (V) diviso per la reattanza Xc:
Qc (VAR) = V(V)2 / Xc = V(V)2 / (1 / (2π f(Hz)×C(F))) = 2π f(Hz)×C(F)×V(V)2
Quindi il condensatore di rifasamento in Farad (F) che dovrebbe essere aggiunto al circuito in parallelo è uguale alla potenza reattiva Q in volt-ampere reattiva (VAR) divisa per 2π per la frequenza f in Hertz (Hz) per il quadrato tensione V in volt (V):
C(F) = Qc (VAR) / (2π f(Hz)·V(V)2)
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