Hệ số công suất trong đoạn mạch xoay chiều - Lý thuyết quan trọng

Hệ số công suất trong đoạn mạch xoay chiều - Lý thuyết quan trọng

Trông môn Vật lý học, chắc hẳn bạn đã được làm quen với khái niệm công suất và công thức hệ số công suất của mạch điện xoay chiều. Cho dù là bạn đã nắm chắc hay vẫn còn mơ hồ về dạng bài tập này cũng cũng hãy theo dõi bài tập dưới đây để luyện tập thêm nữa nhé!

I. Hệ số công suất là gì?

Trong kỹ thuật điện, hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều được định nghĩa là tỷ lệ công suất thực được hấp thụ bởi tải với công suất biểu kiến chảy trong mạch và là một đại lượng không thứ nguyên trong khoảng đóng từ -1 đến 1.

 II. Công thức tính hệ số công suất

Đại lượng cosφ trong công thức tính công suất \(P= UIcos\varphi \) được gọi là HS công suất của mạch điện xoay chiều.

Theo khái niệm trên ta có cống thức tính như sau:  \(cosφ=\dfrac{P}{UI}= \dfrac{2P}{U_o.I_o}\)

Ứng dụng của HS công suất:

• Có tác dụng giúp giảm được tổn thất trên công suất của mạng điện. Tổn thất công suất trên đường dây điện sẽ được tính như sau: khi ta giảm Q thì truyền tải trên đường dây, ta sẽ giảm được thành phần tổn thất công suất ∆Q(Q) do công suất Q gây ra.

• Có tác dụng làm giảm được tổn thất điện áp bên trong mạng điện. Tổn thất điện áp được tính theo công thức: khi giảm Q truyền tải thì trên đường dây, ta sẽ giảm được thành phần tổn thất điện áp ∆U(Q) do công suất Q gây ra.

• Nhằm tăng khả năng truyền tải điện của đường dây cũng như máy biến áp. Khả năng truyền tải điện của đường dây và máy biến áp sẽ phụ thuộc vào điều kiện phát nóng có nghĩa là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy trên đường dây và máy biến áp được tính theo công thức:

Mới nhất: 

• Hệ thức độc lập dao động điều hòa

• Con lắc vật lý

III. Biện pháp nâng cao hệ số công suất

Cho \(u = U_0cos(ωt + φ) (V); i = I_0cosωt (A)\).

Gọi U, I là điện áp hiệu dụng, dòng điện hiệu dụng của tải.

Ta có:

• Công suất tiêu thụ (trung bình, tác dụng, thực) của tải: \(P = UIcosφ = RI^2 (W) \).
• Công suất phản kháng: \(Q = XI^2 = UIsinφ (var)\).
• Công suất biểu kiến (toàn phần): \(S=UI=\sqrt{P^2+Q^2} (VA)\)

Với \(cosφ =\dfrac{R}{Z} (0 ≤ cosφ\le 1)\)

\(X_L = Lω\): cảm kháng (Ω); \(X_c=\dfrac{1}{C_w}\) : dung kháng (Ω);

\(X = X_L – X_C\): điện kháng (Ω); R: điện trở thuần của tải (Ω); Z: tổng trở của tải (Ω);

ω = 2πf: tần số góc (rad/s); φ: độ lệch pha giữa u và i (rad).

• Nếu u nhanh pha hơn i (φ > 0) thì tải có cosφ trễ (tải cảm).
• Nếu u chậm pha thua i (φ < 0) thì tải có cosφ sớm (tải dung).

Muốn nâng cao cosφ (tức φ → 0), nghĩa là muốn u, i tiến đến sự cùng pha thì ta cần phải mắc thêm tụ điện (gọi là tụ bù) để “chống lại” thành phần cảm kháng trong mạch.

Trên đây là tất tần tật những gì bạn cần lưu ý khi tính hệ số công suất đối với đoạn mạch xoay chiều. Trong quá trình hoàn thiện nếu có gì thiếu xót, chúng tôi rất mong muốn nhận được sự quan tâm và góp ý của các bạn. Chúc các bạn học tốt!