Як обчислити коефіцієнт потужності: 8 кроків

У цій статті розповідається, як обчислити коефіцієнт потужності змінного електричного струму. Знаючи цей коефіцієнт, ви зможете знайти повну, активну і реактивну потужності, а також кут зсуву фаз. Розглянемо рівняння прямокутного трикутника. Для того, щоб знайти кут трикутника, необхідно знати, що таке косинус, синус і тангенс. Для обчислення довжин сторін трикутника вам знадобиться також теорема Піфагора (c² = √ (a² + b²)). Слід також знати, в яких одиницях вимірюється кожен вид потужності. Повна потужність вимірюється в вольт-амперах, активна потужність - у ВАТ, а реактивна - в одиницях, званих вольт-ампер реактивний (Вар). Існує кілька рівнянь для обчислення цих величин, і всі вони наведені в даній статті. Нижче питання потужності змінного електричного струму розглянуто більш детально.

кроки

1. Обчисліть імпеданс. Уявіть, що замість повної потужності варто імпеданс, як на малюнку вище. Щоб знайти імпеданс, треба скористатися теоремою Піфагора: c² = √ (a² + b²).

Зображення з назвою Calculate Power Factor Correction Step 2

2. Таким чином, повний імпеданс (позначається як "Z") дорівнює квадратному кореню з суми квадратів активної і реактивної потужностей.

(Z = √ (60² + 60²)). Підставивши ці значення в калькулятор, отримаємо відповідь 84,85 Ом (Z = 84,85 Ом).

Зображення з назвою Calculate Power Factor Correction Step 3

3. Знайдіть кут зсуву фаз. Отже, тепер ви знаєте величину гіпотенузи, що є импедансом. У вас також є значення прилеглого катета (активна потужність) і протилежного катета (реактивна потужність). Щоб знайти кут, вам достатньо скористатися будь-який з тригонометричних функцій, згаданих вище. Використовуємо, наприклад, тангенс, який дорівнює відношенню протилежного катета до прилеглого (реактивна потужність / активна потужність).

У вас вийде наступне відношення: 60/60 = 1

Зображення з назвою Calculate Power Factor Correction Step 4

4. Візьміть арктангенс отриманої вище величини, і ви знайдете кут зсуву фаз. Ця функція є в вашому калькуляторі. Взявши арктангенс від значення тангенса, отриманого вище, отримаємо кут фазового зсуву: arctg (1) = кут фазового зсуву. Отримуємо відповідь 45 °.

Зображення з назвою Calculate Power Factor Correction Step 5

5. Обчисліть повну силу струму (ампер). Сила струму вимірюється в амперах, що позначаються також як "A". Для її знаходження необхідно поділити напруга на імпеданс: 120В / 84,85Ом. В результаті ви отримаєте приблизно 1,141 A. (120В / 84,84Ом = 1,141A).

Зображення з назвою Calculate Power Factor Correction Step 6

6. Тепер ви можете знайти повну потужність, що позначається як "S". Для цього немає необхідності використовувати теорему Піфагора, оскільки вам вже відома гіпотенуза (імпеданс). Пам`ятаючи, що повна потужність вимірюється в вольт-амперах, ми можемо знайти її, розділивши квадрат напруги на повний імпеданс: 120В² / 84,85Ом. В результаті вийде 169,71 ВА (120² / 84,85 = 169,71).

Зображення з назвою Calculate Power Factor Correction Step 7

7. Тепер можна знайти активну потужність, що позначається як "P". Для цього необхідно знати величину сили струму, яку ми розрахували вище за крок 4. Активна потужність, яка вимірюється в ватах, знаходиться шляхом множення квадрата струму (1,141²) на опір (60 Ом) ланцюга. В результаті вийде 78,11 ват. Рівняння виглядає наступним чином: 1,141² x 60 = 78,11

Зображення з назвою Calculate Power Factor Correction Step 8

8. І нарешті, знайдіть коефіцієнт потужності! Для цього вам будуть потрібні наступні величини: активна потужність (вати) і повна потужність (вольт-ампер). Ви знайшли їх на попередніх кроках: активна потужність склала 78,11 Вт, повна - 169,71 ВА. Коефіцієнт потужності, що позначається також як Pf, знаходиться шляхом ділення ват на вольт-ампер. У вас вийде: 78,11 / 169,71 = 0,460

Коефіцієнт потужності можна виразити також у відсотках: помноживши отримане значення 0,460 на 100%, отримаємо коефіцієнт 46%.

попередження

При обчисленні імпедансу на калькуляторі використовується не тангенс, а зворотна йому функція (арктангенс). Пам`ятайте про це, інакше отримаєте неправильний кут зсуву фаз.
Вище було наведено найпростіший приклад обчислення кута зсуву фаз і коефіцієнта потужності. Існують набагато складніші електричні ланцюги, що містять емкостную потужність, великі активні і реактивні опору.

Що вам знадобиться

науковий калькулятор
олівець
ластик
листок паперу