Tehokerrointa käytetään yleensä vaihtovirtapiireissä riippumatta siitä, onko se yksivaiheinen vai kolmivaiheinen. Toisin kuin AC-piireissä, DC-piireissä teho voidaan yksinkertaisesti määrittää kertomalla piiriin kytketyn volttimittarin ja ampeerimittarin lukemat.
Vaihtovirtapiireissä todellista piiriin hajaantuvaa tehoa ei voida määrittää vain kertomalla syöttöjännite ja kuormitusvirta, koska se määrittää näennäistehon. Todellisen tehon määrittämiseksi piiriin asetetaan wattimittari todellisen tehon mittaamiseksi. Aktiivitehon suhdetta näennäiseen tehoon kutsutaan tehokertoimeksi.
Johtava vs. jäljessä oleva tehotekijä
Erona Leading- ja Lagging Power Factorin välillä on se, että johtavaa tehokerrointa käytetään kuvaamaan tilannetta, jossa kuormitusvirta johtaa syöttöjännitteeseen, kun taas viivetehokerrointa käytetään kuvaamaan tilannetta, jossa kuormitusvirta jää jäljessä syöttöjännitteestä.
Myös tehokerroin vaihtelee aina välillä 0 - 1. Se voidaan määrittää kuorman viiveellä tai johdolla enemmän syöttöjännitteen suhteen. Käsitteiden lagging ja johtava käyttö määräytyy sen mukaan, missä kuormavirran osoitin sijaitsee suhteessa syöttöjännitteen osoittimeen.
Johtavan ja jäljessä olevan tehokertoimen vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Johtava tehotekijä | Jäljellä oleva tehokerroin |
|---|---|---|
| Määritelmä | Johtava tehokerroin on termi, jota käytetään, kun kuormavirta johtaa syöttöjännitteen. | Lagging Power Factor on termi, jota käytetään silloin, kun kuormitusvirta on jäljessä syöttöjännitteestä. |
| Vaihekulma | Suhteessa käyttöjännitteen vaihekulmaan tuloksena oleva virran vaihekulma on positiivinen. | Suhteessa käyttöjännitteen vaihekulmaan tuloksena oleva virran vaihekulma on negatiivinen. |
| Merkitys | Johtava tehokerroin vaihtovirtapiirissä tarkoittaa, että kuormitusvirta on kapasitiivinen. | Jäljellä oleva tehokerroin vaihtovirtapiirissä tarkoittaa, että kuormitusvirta on induktiivinen. |
| Korjaus | Johtavan tehokertoimen korjaamiseksi on lisättävä induktiivisia kuormia. | Jäljellä olevan tehokertoimen korjaamiseksi tulee lisätä kapasitiivisia kuormia. |
| Esimerkkejä | Radiopiirit, sähkömoottorit, virtalähteet ovat esimerkkejä kapasitiivisista kuormista. | Repulsioinduktiomoottorit, generaattorit, releet ovat esimerkkejä induktiivisista kuormista. |
Mikä on johtava tehotekijä?
Johtava tehokerrointa käytetään kuvaamaan tilannetta, jossa kuormitusvirta johtaa syöttöjännitteen. Se on sähköpiirin ominaisuus, joka määrittää, onko kuormitusvirta kapasitiivinen. Tämä tarkoittaa, että jos kuorma on kapasitiivinen, se aiheuttaa viiveen tehokertoimen piirissä.
Johtavan tehokertoimen korjaamiseksi piiriin tulee lisätä kapasitiivisia kuormia. Johtava tehokerroin tarkoittaa, että alhaisella sisäisellä indusoituneella jännitteellä voidaan ylläpitää samaa päätejännitettä. Positiivinen tehokerroin on johtavan virran tehokerroin. Sitä kutsutaan joskus positiiviseksi tehokertoimeksi.
Huippuarvonsa saavuttavaa virtaa, joka on 90 astetta syöttöjännitettä edellä, voidaan yleisesti kuvata johtavaksi tehokertoimeksi. Radiopiirit, sähkömoottorit, virtalähteet ovat esimerkkejä kapasitiivisista kuormista. Yhteenvetona, johtavan tehokertoimen saamiseksi kuorman on oltava kapasitiivinen.
Mikä on Lagging Power Factor?
Viivetehokerrointa käytetään kuvaamaan tilannetta, jossa kuormitusvirta jää jäljelle syöttöjännitteestä. Se on sähköpiirin ominaisuus, joka määrittää, onko kuormitusvirta induktiivinen.
Tämä tarkoittaa, että jos kuorma on induktiivinen, se aiheuttaa viiveen tehokertoimen piirissä. Viivästyneen tehokertoimen korjaamiseksi piiriin tulee lisätä kapasitiivisia kuormia. Kolmivaihemoottorien yleisin muoto on repulsio-oikosulkumoottori, joka on induktiivinen kuorma ja jonka tehokerroin on aina jäljessä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että hitaamman tehokertoimen saamiseksi kuorman on oltava induktiivinen. Huippuarvonsa saavuttavaa virtaa, joka on jopa 90 astetta myöhemmin kuin syöttöjännite, voidaan yleisesti kuvata viivästyneeksi tehokertoimeksi.
Kaikki AC-moottorit paitsi yliherätetyt synkroniset moottorit ja muuntajat toimivat viiveellä tehokertoimella. Repulsioinduktiomoottorit, generaattorit, releet ovat esimerkkejä induktiivisista kuormista.
Tärkeimmät erot Johtava ja jäljessä oleva tehotekijä
Johtopäätös
Tehokerroin on vaihtovirtapiirin pätötehon suhde näennäiseen tehoon. Johtava tehokerroin on termi, jota käytetään, kun kuormitusvirta johtaa syöttöjännitteeseen, kun taas viivästynyt tehokerroin on termi, jota käytetään, kun kuormitusvirta on jäljessä syöttöjännitteestä.
Käsitteiden lagging ja johtava käyttö määräytyy sen mukaan, missä kuormavirran osoitin sijaitsee suhteessa syöttöjännitteen osoittimeen. Jos nykyinen vaihekulma on positiivinen, se on johtava ja jos nykyinen vaihekulma on negatiivinen, se on jäljessä.
Johtava tehokerroin tarkoittaa, että kuormitusvirta on kapasitiivinen, kun taas viivästynyt teho tarkoittaa, että kuormitusvirta on induktiivinen. Induktiiviset kuormat lisätään korjaamaan johtavaa tehokerrointa, kun taas kapasitiiviset kuormat lisätään korjaamaan jäljessä olevaa tehokerrointa.
