Dans les circuits CA, le facteur de puissance est le rapport entre la puissance réelle utilisée pour effectuer le travail et la puissance apparente fournie au circuit.
Le facteur de puissance peut obtenir des valeurs comprises entre 0 et 1.
Lorsque toute la puissance est une puissance réactive sans puissance réelle (généralement une charge inductive), le facteur de puissance est de 0.
Lorsque toute la puissance est une puissance réelle sans puissance réactive (charge résistive), le facteur de puissance est 1.
Le facteur de puissance est égal à la puissance réelle ou réelle P en watts (W) divisée par la puissance apparente | S | en volt-ampère (VA):
PF = P (W) / | S (VA) |
PF - facteur de puissance.
P - puissance réelle en watts (W).
| S | - puissance apparente - la grandeur de la puissance complexe en volt⋅ampères (VA).
Pour le courant sinusuidal, le facteur de puissance PF est égal à la valeur absolue du cosinus de l'angle de phase de puissance apparente φ (qui est également l'angle de phase d'impédance):
PF = | cos φ |
PF est le facteur de puissance.
φ est l'angle de phase de la puissance apprenti.
La puissance réelle P en watts (W) est égale à la puissance apparente | S | en volt-ampère (VA) multiplié par le facteur de puissance PF:
P (W) = | S (VA) | × PF = | S (VA) | × | cos φ |
Lorsque le circuit a une charge d'impédance résistive, la puissance réelle P est égale à la puissance apparente | S | et le facteur de puissance PF est égal à 1:
PF (charge résistive) = P / | S | = 1
La puissance réactive Q en voltampères réactifs (VAR) est égale à la puissance apparente | S | en volt-ampère (VA) multiplié par le sinus de l'angle de phase φ :
Q (VAR) = | S (VA) | × | sin φ |
Calcul du circuit monophasé à partir de la lecture réelle du wattmètre P en kilowatts (kW), de la tension V en volts (V) et du courant I en ampères (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / ( V (V) × I (A) )
Calcul du circuit triphasé à partir de la lecture réelle du compteur de puissance P en kilowatts (kW), de la tension ligne à ligne V L-L en volts (V) et du courant I en ampères (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / ( √ 3 × V L-L (V) × I (A) )
Calcul du circuit triphasé à partir de la lecture réelle du compteur de puissance P en kilowatts (kW), du neutre ligne à ligne V L-N en volts (V) et du courant I en ampères (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / (3 × V L-N (V) × I (A) )
La correction du facteur de puissance est un ajustement du circuit électrique afin de changer le facteur de puissance proche de 1.
Un facteur de puissance proche de 1 réduira la puissance réactive dans le circuit et la plupart de la puissance dans le circuit sera de la puissance réelle. Cela réduira également les pertes des lignes électriques.
La correction du facteur de puissance est généralement effectuée en ajoutant des condensateurs au circuit de charge, lorsque le circuit comporte des composants inductifs, comme un moteur électrique.
La puissance apparente | S | en volt-ampères (VA) est égal à la tension V en volts (V) multipliée par le courant I en ampères (A):
| S (VA) | = V (V) × I (A)
La puissance réactive Q en voltampères réactifs (VAR) est égale à la racine carrée du carré de la puissance apparente | S | en volt-ampère (VA) moins le carré de la puissance réelle P en watts (W) (théorème de Pythagore):
Q (VAR) = √ ( | S (VA) | 2 - P (W) 2 )
Q c (kVAR) = Q (kVAR) - Q corrigé (kVAR)
La puissance réactive Q en voltampères réactifs (VAR) est égale au carré de la tension V en volts (V) divisé par la réactance Xc:
Q c (VAR) = V (V) 2 / X c = V (V) 2 / (1 / (2π f (Hz) × C (F) )) = 2π f (Hz) × C (F) × V (V) 2
Ainsi, le condensateur de correction du facteur de puissance en Farad (F) qui doit être ajouté au circuit en parallèle est égal à la puissance réactive Q en volt-ampères réactive (VAR) divisée par 2π fois la fréquence f en Hertz (Hz) fois le carré tension V en volts (V):
C (F) = Q c (VAR) / (2π f (Hz) · V (V) 2 )