Nei circuiti CA, il fattore di potenza è il rapporto tra la potenza reale utilizzata per svolgere il lavoro e la potenza apparente fornita al circuito.
Il fattore di potenza può ottenere valori nell'intervallo da 0 a 1.
Quando tutta la potenza è potenza reattiva senza potenza reale (solitamente carico induttivo), il fattore di potenza è 0.
Quando tutta la potenza è potenza reale senza potenza reattiva (carico resistivo), il fattore di potenza è 1.
Il fattore di potenza è uguale alla potenza reale o reale P in watt (W) diviso per la potenza apparente | S | in volt-ampere (VA):
PF = P (W) / | S (VA) |
PF - fattore di potenza.
P - potenza reale in watt (W).
| S | - potenza apparente - l'ampiezza della potenza complessa in voltamp (VA).
Per la corrente sinusuidale, il fattore di potenza PF è uguale al valore assoluto del coseno dell'angolo di fase della potenza apparente φ (che è anche l'angolo di fase dell'impedenza):
PF = | cos φ |
PF è il fattore di potenza.
φ è l'angolo di fase della potenza apprent.
La potenza reale P in watt (W) è uguale alla potenza apparente | S | in volt-ampere (VA) moltiplicato per il fattore di potenza PF:
P (W) = | S (VA) | × PF = | S (VA) | × | cos φ |
Quando il circuito ha un carico di impedenza resistiva, la potenza reale P è uguale alla potenza apparente | S | e il fattore di potenza PF è uguale a 1:
PF (carico resistivo) = P / | S | = 1
La potenza reattiva Q in volt-amp reattivi (VAR) è uguale alla potenza apparente | S | in volt-ampere (VA) per il seno dell'angolo di fase φ :
Q (VAR) = | S (VA) | × | sin φ |
Calcolo del circuito monofase dalla lettura del misuratore di potenza reale P in kilowatt (kW), tensione V in volt (V) e corrente I in amp (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / ( V (V) × I (A) )
Calcolo del circuito trifase dalla lettura del misuratore di potenza reale P in kilowatt (kW), tensione da linea a linea V L-L in volt (V) e corrente I in ampere (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / ( √ 3 × V L-L (V) × I (A) )
Calcolo del circuito trifase dalla lettura del misuratore di potenza reale P in kilowatt (kW), neutro da linea a linea V L-N in volt (V) e corrente I in ampere (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / (3 × V L-N (V) × I (A) )
La correzione del fattore di potenza è una regolazione del circuito elettrico per modificare il fattore di potenza vicino a 1.
Il fattore di potenza vicino a 1 ridurrà la potenza reattiva nel circuito e la maggior parte della potenza nel circuito sarà potenza reale. Ciò ridurrà anche le perdite sulle linee elettriche.
La correzione del fattore di potenza viene solitamente eseguita aggiungendo condensatori al circuito di carico, quando il circuito ha componenti induttivi, come un motore elettrico.
La potenza apparente | S | in volt-amp (VA) è uguale alla tensione V in volt (V) moltiplicata per la corrente I in amp (A):
| S (VA) | = V (V) × I (A)
La potenza reattiva Q in volt-amp reattivi (VAR) è uguale alla radice quadrata del quadrato della potenza apparente | S | in volt-ampere (VA) meno il quadrato della potenza reale P in watt (W) (teorema di Pitagora):
Q (VAR) = √ ( | S (VA) | 2 - P (W) 2 )
Q c (kVAR) = Q (kVAR) - Q corretto (kVAR)
La potenza reattiva Q in volt-amp reattivi (VAR) è uguale al quadrato della tensione V in volt (V) diviso per la reattanza 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
Quindi il condensatore di rifasamento in Farad (F) che dovrebbe essere aggiunto al circuito in parallelo è uguale alla potenza reattiva Q in volt-amp reattivi (VAR) diviso 2π volte la frequenza f in Hertz (Hz) volte il quadrato tensione V in volt (V):
C (F) = Q c (VAR) / (2π f (Hz) · V (V) 2 )