У ланцюгах змінного струму коефіцієнт потужності — це відношення реальної потужності , що використовується для виконання роботи, до повної потужності , яка подається в ланцюг.
Коефіцієнт потужності може приймати значення в діапазоні від 0 до 1.
Коли вся потужність є реактивною без реальної потужності (зазвичай індуктивне навантаження) - коефіцієнт потужності дорівнює 0.
Коли вся потужність є реальною потужністю без реактивної потужності (резистивне навантаження), коефіцієнт потужності дорівнює 1.
Коефіцієнт потужності дорівнює реальній або істинній потужності P у ватах (Вт), поділеній на повну потужність |S|у вольт-ампер (VA):
PF = P(W) / |S(VA)|
PF - коефіцієнт потужності.
P - реальна потужність у ватах (Вт).
|S|- повна потужність - величина комплексної потужності у вольт⋅амперах (ВА).
Для синусоїдального струму коефіцієнт потужності PF дорівнює абсолютному значенню косинуса уявного фазового кута потужності φ (який також є фазовим кутом імпедансу):
PF = |cos φ|
PF – коефіцієнт потужності.
φ — фазовий кут потужності.
Справжня потужність P у ватах (Вт) дорівнює видимій потужності |S|у вольт-амперах (ВА), помножених на коефіцієнт потужності PF:
P(W) = |S(VA)| × PF = |S(VA)| × |cos φ|
Коли схема має резистивне імпедансне навантаження, реальна потужність P дорівнює повній потужності |S|а коефіцієнт потужності PF дорівнює 1:
PF(resistive load) = P / |S| = 1
Реактивна потужність Q у реактивних вольт-амперах (VAR) дорівнює повній потужності |S|у вольт-амперах (VA), помножених на синус фазового кута φ :
Q(VAR) = |S(VA)| × |sin φ|
Розрахунок однофазного ланцюга на основі реальних показань лічильника потужності P у кіловатах (кВт), напруги V у вольтах (V) і струму I в амперах (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (V(V) × I(A))
Розрахунок трифазного ланцюга на основі показань лічильника реальної потужності P у кіловатах (кВт), напруги між лініями V L-L у вольтах (V) і струму I в амперах (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (√3 × VL-L(V) × I(A))
Розрахунок трифазного ланцюга на основі показань лічильника реальної потужності P у кіловатах (кВт), нейтралі між мережами V L-N у вольтах (V) і струму I в амперах (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (3 × VL-N(V) × I(A))
Корекція коефіцієнта потужності - це налаштування електричного кола, щоб змінити коефіцієнт потужності близько 1.
Коефіцієнт потужності, близький до 1, зменшить реактивну потужність у ланцюзі, і більша частина потужності в колі буде реальною потужністю.Це також зменшить втрати в лініях електропередач.
Корекція коефіцієнта потужності зазвичай виконується шляхом додавання конденсаторів до ланцюга навантаження, коли ланцюг має індуктивні компоненти, як-от електродвигун.
Повна потужність |S|у вольт-амперах (ВА) дорівнює напрузі V у вольтах (В), помноженій на струм I в амперах (А):
|S(VA)| = V(V) × I(A)
Реактивна потужність Q у реактивних вольт-амперах (VAR) дорівнює квадратному кореню з квадрата повної потужності |S|у вольт-амперах (VA) мінус квадрат реальної потужності P у ватах (Вт) (теорема Піфагора):
Q(VAR) = √(|S(VA)|2 - P(W)2)
Qc (kVAR) = Q(kVAR) - Qcorrected (kVAR)
Реактивна потужність Q у реактивних вольт-амперах (VAR) дорівнює квадрату напруги V у вольтах (V), поділеному на реактивний опір Xc:
Qc (VAR) = V(V)2 / Xc = V(V)2 / (1 / (2π f(Hz)×C(F))) = 2π f(Hz)×C(F)×V(V)2
Отже, конденсатор корекції коефіцієнта потужності у фарадах (F), який слід додати до схеми паралельно, дорівнює реактивній потужності Q у реактивних вольт-амперах (VAR), поділеній на 2π, помножену на частоту f у герцах (Гц), помножену на квадрат напруга V у вольтах (В):
C(F) = Qc (VAR) / (2π f(Hz)·V(V)2)
Advertising