تبلیغات

تبلیغات متنی

محبوبترینها

ماندگاری بیشتر محصولات باغ شما با این روش ساده!

بارش‌های سیل‌آسا در راه است! آیا خانه شما آماده است؟

قیمت انواع دستگاه تصفیه آب خانگی در ایران

نمایش جنگ دینامیت شو در تهران [از بیوگرافی میلاد صالح پور تا خرید بلیط]

9 روش جرم‌ گیری ماشین لباسشویی سامسونگ برای از بین بردن بوی بد

ساندویچ پانل: بهترین گزینه برای ساخت و ساز سریع

خرید بیمه، استعلام و مقایسه انواع بیمه درمان ✅?

پروازهای مشهد به دبی چه زمانی ارزان می‌شوند؟

تجربه غذاهای فرانسوی در قلب پاریس بهترین رستوران‌ها و کافه‌ها

دلایل زنگ زدن فلزات و روش های جلوگیری از آن

آمار وبسایت

تعداد کل بازدیدها : 1837546101

ضریب توان

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: ضریب توان در یک سیستم الکتریکی AC اصطلاحی است که به نسبت توان واقعی به توان ظاهری اطلاق می.شود و مقداری بین 0 تا 1 دارد. توان واقعی در واقع توانایی یک مصرف کننده برای تبدیل انرژی الکتریکی به دیگر شکل.های انرژی را نشان می.دهد در حالی که توان ظاهری در اثر وجود اختلاف بین ولتاژ و جریان پدید می.آید. با توجه به نوع بارها و میزان توان راکتیو آنها توان ظاهری می.تواند از توان واقعی نیز بیشتر باشد.
کم بودن ضریب توان (بزرگ بودن توان ظاهری نسبت به توان واقعی) در یک مدار موجب بالا رفتن جریان در مدار و در نتیجه بالا رفتن تلفات در مدار می.شود.

بارهای راکتیو

به طور کلی در یک مدار AC می.توان مصرف کننده.ها را از نظر نوع مصرف انرژی الکتریکی به دو دسته تقسیم کرد:
مصرف کننده.های اکتیو (مقاومتی) مصرف کننده.های راکتیو (خازنی یا سلفی) انواع مختلف مصرف کننده.ها در مدارهای الکتریکی رفتارهای متفاوتی از خود بروز می.دهند؛ برای مثال مصرف کننده.های اکتیو با تبدیل انرژی الکتریکی به شکل دیگری از انرژی، انرژی الکتریکی را مصرف می.کنند. این رفتار در مصرف کننده.های راکتیو کمی متفاوت است چراکه این مصرف کننده.ها به جای مصرف انرژی الکتریکی این انرژی را ذخیره می.کنند. این انرژی ذخیره شده تا زمانی در المان باقی می.ماند که المان به وسیله یک جریان یا ولتاژ ثابت از طرف منبع تغذیه شود. با پایان یافتن روند تغذیه، مصرف کننده راکتیو شروع به جبران انرژی کاسته شده می.کند بدین صورت که انرژی ذخیره شده خود را دوباره به مدار بازمی.گرداند. در مدارهای DC این عملکرد بارهای راکتیو تأثیر زیادی بر روی عملکرد شبکه الکتریکی نمی.گذارد اما در یک مدار AC به علت تغییر دایم میزان انرژی وارد شده به مدار بارهای راکتیو می.توانند موجب ایجاد اختلال در عملکرد شبکه شوند به این صورت که در آغاز هر سیکل بارهای راکتیو مانند یک مصرف کننده از مدار انرژی دریافت می.کنند و این انرژی را تا لحظه ماکسیمم یا پیک موج در خود نگاه می.دارند. با کاهش یافتن روند تغذیه بار، این بار انرژی ذخیره شده خود را - که با توجه به نوع بار می.تواند به صورت ولتاژ یا جریان باشد – به مدار بازمی.گرداند این بازگشت انرژی تأثیرات خاصی را در مدار به دنبال خواهد داشت که به آنها خواهیم پرداخت.
ضریب توان

شکل موج جریان، ولتاژ، توان و توان متوسط در ضریب توان 1 (

)

شکل موج جریان، ولتاژ، توان و توان متوسط در ضریب توان 0 (

)

شکل موج جریان، ولتاژ، توان و توان متوسط در ضریب توان تقریبی 0.7 (

)

در یک مدار کاملاً مقاومتی شکل موج جریان و ولتاژ با هم هم.زمان هستند (یعنی در یک زمان صفر و ماکسیمم می.شوند). حال اگر در مدار بار راکتیوی مانند خازن یا القاگر وجود داشته باشد انرژی ذخیره شده در این نوع بارها باعث به وجود آمدن اختلاف بین شکل موج ولتاژ و جریان می.شود. این انرژی ذخیره شده به منبع باز خواهد گشت در حالیکه تأثیر مثبتی در عملکرد بار نخواهد داشت. به این ترتیب یک مدار با ضریب توان پایین در مقایسه با یک مدار با ضریب توان بالا نیازمند جریان بیشتری برای ایجاد مقدار ثابتی از توان واقعی است.
مدارهایی که شامل مصرف.کننده.های کاملاً مقاومتی هستند (مانند لامپ.های رشته.ای، بخاری.های برقی، اجاق.های برقی و ...) ضریب توانی برابر 1 دارند در حالی که در مدارهایی که دارای بارهای راکتیو هستند (مانند خازن.ها، موتورها، ترانسفورماتورها و...) ضریب توان کمتر از یک است. ضریب توان صفر در یک مدار بدین معناست که تمام بار مدار به صورت راکتیو است و در هر سیکل انرژی ذخیره شده در بار به منبع باز می.گردد در حالیکه زمانیکه ضریب توان 1 است تمام انرژی فرستاده شده به وسیله منبع در بار مصرف می.شود. ضریب توان یک بار با توجه به جهت زاویه بین جریان و ولتاژ می.تواند پیش.فاز یا پس.فاز باشد. برای نشان دادن جهت این زاویه از علامت منفی یا مثبت نیز استفاده می.شود.
در بارهای القایی مانند موتورهای الکتریکی یا ترانسفورماتورها شکل موج جریان عقب.تر از ولتاژ است در حالی که این مورد در بارهای خازنی مانند بانک.های خازنی یا کابل.های.زیر زمینی درست برعکس است به این ترتیب که شکل موج جریان از شکل موج ولتاژ جلوتر است. با این حال هر دو نوع این بارها انرژی را در خود ذخیره می.کنند با این تفاوت که در بارهای القایی انرژی به صورت میدان مغناطیسی و در بارهای خازنی انرژی به صورت میدان الکترواستاتیکی ذخیره می.شود.
اهمیت میزان ضریب توان در یک مدار به هزینه.های مربوط به آن بازمی.گردد. در بسیاری از کشورها مصرف کننده.هاییکه میزان ضریب توان آنها از میزان استاندارد (این استاندارد برای بیشتر مصرف.کننده.ها مقداری بین 0.9 تا 0.95 است) کمتر باشد جریمه می.شوند. همچنین در مدارهای پر مصرف ضریب توان پایین موجب افزایش جریان در هادی.ها شده و هزینه.های مربوط به انتخاب هادی را افزایش می.دهد این جریان اضافی موجب کاهش طول عمر تجهیزات تامین کننده و توزیع کننده انرژی الکتریکی نیز می.شود.
محاسبه

توان AC جاری در یک مصرف.کننده سه بعد دارد:
1) توان واقعی: که با P نمایش داده می.شود و واحد آن وات (Watt) است. 2) توان ظاهری: که با S نمایش داده می.شود و واحد آن ولت آمپر (Volt-Ampere) است. 3) توان راکتیو: که با Q نمایش داده می.شود و واحد آن ولت آمپر راکتیو (reactive volt-ampere) است. حال میزان ضریب توان را می.توان از فرمول زیر به دست آورد:

در صورتی که شکل موج.ها کاملاً سینوسی باشند, P, Q و S می.توانند سه ضلع یک مثلث در نظر گرفته شوند و به این ترتیب می.توان به چنین نسبتی در بین توان.ها دست یافت:

در صورتی که

را زاویه بین جریان و ولتاژ در نظر بگیریم، آنگاه برای به دست آوردن ضریب توان یا

خواهیم داشت:

اصلاح ضریب توان

نوشتار اصلی: اصلاح ضریب توان
اصلاح ضریب توان یک تکنیک است که برای خنثی کردن آثار منفی بارهای راکتیو در یک شبکه AC به کار می.رود. در این تکنیک با استفاده از بارهای راکتیوی با ضریب توان برعکس بار وارد شده به شبکه (برای مثال استفاده از خازن برای خنثی سازی تأثیرات القاگرها در شبکه) اقدام به اصلاح ضریب توان یا نزدیک کردن هرچه بیشتر ضریب توان به عدد 1 می.کنند. تخهیزات مورد استفاده در فرآیند اصلاح ضریب توان عبارت.اند از:
بارهای خازنی: از اینگونه بارها برای خنثی سازی تأثیرات بارهای القایی بر روی مدار استفاده می.شود. از آنجایکه بارهای القایی سهم عمده.ای از بارها در صنایع را شامل می.شوند در بیشتر موارد اصلاح ضریب توان با استفاده از اینگونه بارها همراه است. از جمله بارهای معمول مورد استفاده به صورت بار خازنی می.توان به بانک.های خازنی یا موتورهای سنکرون پرتحریک اشاره کرد. بارهای القایی: این گونه بارها برای خنثی سازی تأثیرات بارهای خازنی (که معمولاً شامل کابل.های زیر زمینی می.شوند) در مدار به کار می.رود. از این گونه اصلاح کننده.های ضریب توان در سطح کوچک و تنها در پست.ها استفاده می.شود. اندازگیری ضریب توان

ضریب توان در یک مدار تک فاز (یا یک مدار سه فاز متعادل) را می.توان از روش وات.متر- آمپرمتر- ولت.متر اندازگیری کرد. به این ترتیب که توان به دست آمده به صورت وات (توان واقعی) را بر حاصل ضرب ولتاژ و جریان (توان ظاهری) تقسیم می.کنیم. نسبت به دست آمده در واقع میزان ضریب توان بار است. البته ضریب توان در یک مدار سه فاز نامتعادل را نمی.توان به این روش اندازگیری کرد.
برای اندازگیری ضریب توان می.توان از یک دستگاه اندازگیری مستقیم ضریب توان نیز استفاده کرد. نوع انالوگ این دستگاه از دو قاب گردان الکترودینامیکی تشکیل شده است. این دو قاب گردان به صورت موازی به مدار متصل شده.اند. اگر این دو قاب را A و B بنامیم در سر راه قاب A یک مقاومت و در سر راه قاب B یک القاگر قرار داده شده است به این ترتیب جریان در قاب B نسبت به قاب A با تاخیر همراه است. در حالتی که ضریب توان 1 باشد جریان در قاب A با جریان مدار هم زاویه است و بنابراین گشتاور بیشینه در قاب A به وجود می.آید و میزان ضریب توان را حداکثر مشخص می.کند بنابراین 1 بودن ضریب توان مشخص خواهد شد. در ضریب توان صفر، جریان جاری در قاب B با جریان مدار هم زاویه است و بنابر این گشتاور بیشینه در این قاب به وجود خواهد آمد که نشان دهنده مینیمم بودن ضریب توان است. در ضریب توان.های بین این دو مقدار دستگاه اندازگیری با توجه به نسبت گشتاور در دو قاب میزان ضریب توان را مشخص می.کند.
نوع دیگری از دستگاه.های اندازگیری مستقیم ضریب توان دستگاه.های دیجیتال هستند. این دستگاه.ها با اندازگیری میزان اختلاف زمانی بین شکل موج جریان و ولتاژ یا اندازگیری میزان توان ظاهری و توان واقعی میزان ضریب توان را تشخیص می.دهند. روش اول - یعنی اندازگیری میزان اختلاف بین جریان و ولتاژ - تنها در صورتی قابل استفاده است که شکل موج جریان و ولتاژ کاملاً سینوسی باشد. در بارهایی مانند یکسوکننده.ها استفاده از این روش میزان درست ضریب توان را اندازگیری نخواهد کرد.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 741]