ضریب توان

موضوع : ضریب توان پارامتری مهم در وسایل برقی  ...

ضریب توان

اگر مهندس برق هستید و یا در زمینه برق مشغول به فعالیت هستید حتما بارها عبارت "ضریب توان" به گوشتان خورده است یا خودتان به کار برده اید. در این مقاله به توضیح و تفسیر کاملی از این پارامتر می پردازیم. با خواندن این مقاله می توانید درک بهتری از ضریب توان که ویژگی بسیار مهمی در تعیین راندمان وسایل برقی به شمار می رود، داشته باشید و در موقع خرید کالاهای برقی با توجه ویژه به این موضوع، بهترین انتخاب را داشته باشید.  

تعریف ضریب توان

به میزان توان دستگاه که تبدیل به کار مفید می شود، ضریب توان می گویند. بدیهی است که هر چه مقدار ضریب توان بیشتر باشد بهتر است و هرچه ضریب توان کمتر باشد هزینه بالاتر می رود. (که حتی می تواند منجر به قطع برق نیز  گردد.)

در توضیح بیشتر ضریب توان بهتر است انواع توان الکتریکی را بشناسیم. که عبارتند از :

1.       توان حقیقی یا اکتیو

2.      توان غیرحقیقی راکتیو

3.     توان ظاهری

توان حقیقی یا اکتیو چیست ؟

توان حقیقی یا اکتیو که آن را با P نشان می دهند و با واحد وات (Watt) آن را اندازه گیری می کنند، به توانی گفته می شود که صرف عملکرد و کار واقعی (اعم از گرما، نور و ... ) می شود.  

توان راکتیو چیست ؟

توان راکتیو که آن را با Q نشان می دهند و با واحد ولت-آمپر راکتیو یا VAR آن را اندازه گیری می کنند، به توانی گفته می شود که در اثر اختلاف فاز و جلو و عقب شدن شکل موج های ولتاژ و جریان در توان حقیقی به وجود می آید. بعبارت دیگر توان راکتیو هدر می رود و کاری انجام نمی دهد.

توان ظاهری چیست

توان ظاهری که با S نمایش داده می شود و واحد آن ولت آمپر (VA) می باشد، به مجموع برداری توان های حقیقی (اکتیو) و غیر حقیقی (راکتیو) اطلاق می شود. همانطور که در مطالب فوق نیز اشاره شد، هرچقدر شریب توان در یک سیستم الکتریکی به 1 نزدیک تر باشد، میزان توان حقیقی افزایش یافته و باعث نزدیک شدن  مقادیر S و P  می گردد. این پارامتر از طریق فرمول زیر قابل محاسبه است :

فرمول

تعریف دیگری ضریب توان

با توجه به توضیحات بالا در رابطه با انواع توان می توان تعریف دیگری از ضریب توان ارائه داد و آن این است که :

ضریب توان برابر با نسبت توان اکتیو به توان راکتیو است.

نمودار برداری زیر مفهوم ضریب توان را بیان می کند :

ضریب توان

با توجه به شکل بالا و تعریف ضریب توان، فرمول محاسبه آن به شکل زیر است :

فرمول2

همانطور که از فرمول بالا می توان دریافت، با افزایش توان اکتیو، میزان ضریب توان نیز افزایش و با افزایش میزان توان راکتیو ضریب توان کاهش پیدا خواهد کرد.

ضریب توان عددی است بین 0 و 1. که هرچه این عدد به 1 نزدیک تر باشد راندمان آن وسیله بالاتر خواهد بود و هرچه صفر نزدیک تر باشد راندمان پایین تری خواهد داشت.

بعنوان مثال : ضریب توان چراغ خیابانی ال ای دی 200 وات هیمالیا محصول گروه صنعتی شایان برق برابر 0.95 درصد می باشد که عدد بسیار مطلوبی می باشد.

چرا ضریب توان ویژگی مهمی است؟

حتما تا اینجای مقاله به اهمیت ضریب توان پی برده اید اما به طور خلاصه می توان موارد زیر را در اهمیت ضریب توان بیان کرد :

·        پایین بودن ضریب توان (PF) منجر به بالا رفتن مبلغ قبض برق مصرفی خواهد شد.

·        امکان جریمه شدن در صورت بالا بودن میزان توان راکتیو ایجاد شده از سوی اداره برق به علت ضریب توان نامناسب

·        اگر ضریب توان در حد مطلوب نباشد، میزان برق مصرفی به کار مفید تبدیل نشده و به هدر می رود.

·        افزایش توان غیرحقیقی، احتمال آسیب به سیستم های الکتریکی را افزایش می دهد.

·       با افزایش ضریب توان می توان طول عمر بیشتری برای تجهیزات الکتریکی متصور بود.

·      در دستگاه هایی مانند منابع تغذیه سوئیچینگ، هرچقدر مقدار ضریب قدرت کاهش یابد، باعث ایجاد افزایش اعوجاج هارمونیکی و پایین آمدن کیفیت توان می گردد.