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 ватах, 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 стоїть імпеданс, як на малюнку вище. Щоб знайти імпеданс, треба скористатися теоремою Піфагора: c2 = √ (a2 + b2).
  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 ).
  3. Знайдіть кут зсуву фаз.отже, тепер ви знаєте величину гіпотенузи, що є імпедансом. У вас також є значення прилеглого катета (активна потужність) і протилежного катета (реактивна потужність). Щоб знайти Кут, вам достатньо скористатися будь-якою 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
  4. Візьміть арктангенс отриманої вище величини, і ви знайдете кут зсуву фаз.дана функція є у вашому калькуляторі. Взявши арктангенс від значення тангенса, отриманого вище, отримаємо кут фазового зсуву: arctg (1) = Кут фазового зсуву. Отримуємо відповідь 45°.
  5. Обчисліть повну силу струму (ампери). Сила струму вимірюється в амперах, що позначаються також як"A". Для її знаходження необхідно поділити напругу на імпеданс: 120В/84,85 Ом. В результаті ви отримаєте приблизно 1,141 A. ( 120В/84,84 Ом = 1,141 A ).
  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 / 84,85 Ом. В результаті вийде 169,71 ВА ( 1202/84,85 = 169,71 ).
  7. Тепер можна знайти активну потужність, що позначається як"P".для цього необхідно знати величину сили струму, яку ми розрахували вище в кроці 4. Активна потужність, вимірювана 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
  8. І нарешті, знайдіть коефіцієнт потужності!для цього вам будуть потрібні наступні величини: активна потужність (вати) і повна потужність (вольт-ампери). 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-ампери. 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 був наведений найпростіший приклад обчислення кута зсуву фаз і коефіцієнта потужності. Існують набагато складніші електричні ланцюги, що містять ємнісну потужність, великі активні і реактивні опору.

Що вам знадобиться

  • науковий калькулятор
  • олівець
  • ластик
  • листок паперу

Ще почитати: