Що мається на увазі під терміном "коефіцієнт потужності" в електриці? Електрику на замітку

Що таке коефіцієнт потужності в колах змінного струму

Це досить складна тема, але спробуємо пояснити її простими словами.

Коефіцієнт потужності стосується кіл змінного струму та навантажень, які мають реактивний характер. Тобто таких навантажень, де струм і напруга можуть не збігатися за фазою.

У резистивних навантаженнях, наприклад у нагрівальних елементах, підключених до змінного струму, струм перебуває у фазі з напругою. У цьому випадку форма струму точно відповідає формі напруги: вони одночасно досягають максимуму та одночасно проходять через нуль.

Напруга і струм у фазі при резистивному навантаженні — **Напруга і струм перебувають у фазі**

Однак деякі типи навантажень, підключені до змінного струму, викликають зсув фази між струмом і напругою.

Типовий приклад такого навантаження — електродвигун. Його обмотки навколо залізного осердя мають індуктивність. Індуктивність протидіє зміні струму, тому струм починає відставати від напруги на певний проміжок часу в кожному напівперіоді.

Інакше кажучи, струм досягає максимуму та проходить через нуль пізніше, ніж напруга. Такий зсув вимірюють у градусах. На діаграмі нижче показано приклад, коли струм відстає від напруги на 90 градусів.

**Струм відстає від напруги на 90 градусів**

Конденсатори, навпаки, викликають випередження струму. У цьому випадку струм досягає максимуму та проходить через нуль раніше, ніж напруга на конденсаторі. Ідеальний зсув для ємнісного навантаження також становить 90 градусів, але вже з випередженням струму.

**Струм випереджає напругу при ємнісному навантаженні**

Як визначити коефіцієнт потужності

У більшості реальних навантажень змінного струму зсув між струмом і напругою знаходиться між 0 і 90 градусами. Наприклад, можна умовно взяти зсув 45 градусів, як показано нижче.

Приклад фазового зсуву між струмом і напругою на 45 градусів — **Приклад фазового зсуву 45 градусів**

Щоб визначити коефіцієнт потужності, потрібно взяти косинус кута зсуву між струмом і напругою. Значення коефіцієнта потужності змінюється від 0 до 1.

Коефіцієнт потужності, близький до 1, вважається хорошим. Це означає, що струм і напруга майже збігаються за фазою. Значення, близьке до 0, означає сильне відставання або випередження струму, що є небажаним для електричної системи.

Косинус 45 градусів дорівнює 0,707. Отже, для навантаження зі зсувом 45 градусів коефіцієнт потужності становить 0,707 із відставанням струму.

Коефіцієнт потужності 1 при збігу струму і напруги за фазою — **Коефіцієнт потужності 1: струм синхронізований з напругою**

На наступній діаграмі показано випадок, коли коефіцієнт потужності дорівнює 0 із відставанням. Це відбувається тому, що струм відстає від напруги на 90 градусів.

Коефіцієнт потужності 0 при відставанні струму від напруги на 90 градусів — **Коефіцієнт потужності 0: струм відстає від напруги на 90 градусів**

Таким чином, коефіцієнт потужності показує, наскільки ефективно навантаження використовує електричну енергію. Чим ближче це значення до 1, тим менше реактивної складової в колі та тим ефективніше працює система.

Магазин Gtest® — авторизований постачальник струмових кліщів: https://gtest.com.ua/izmeritelnee-pribory/tokovye-kleshchi

Магазин Gtest® — авторизований постачальник мультиметрів до України: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry Постачання зі складу та на замовлення.