Hệ số công suất là gì? Công thức tính hệ số công suất

Hệ số công suất là gì? Ý nghĩa của hệ số công suất như thế nào? Đây là một trong những dữ liệu quan trọng được các gia đình, công ty, xí nghiệp rất quan tâm. Hệ số này sẽ cho biết số điện mà các bạn sử dụng có hợp lý hay không. Cùng tìm hiểu thông tin chi tiết qua bài viết sau của công ty Thịnh Tâm.

Hệ số công suất là gì?

Hệ số công suất là khái niệm thường được nghe đến trong kỹ thuật điện. Nhắc đến hệ số này thì bạn nhầm hiểu là chỉ liên quan đến mạch điện xoay chiều. Tức là không có hệ số công suất đối với mạch DC vì tần số bằng 0. Bên cạnh đó cũng không có độ lệch góc pha (Φ) giữa dòng điện và điện áp.

Theo đó hệ số công suất chính là tỷ lệ giữa công suất thực và công suất biểu kiến được tính bằng volt-ampe. Đây là tỷ lệ giữa điện trở và trở kháng trong mạch điện xoay chiều. Hoặc là cosin của góc giữa dòng điện và điện áp được gọi là hệ số công suất.

Công thức tính hệ số công suất

Hệ số công suất nói chung được tính bởi công thức: Cosφ = PS

Trong đó:

• P: công suất hiệu dụng (W)
• S: công suất biểu kiến (VA)

Ngoài ra, hệ số công suất cũng được chia ra làm hai loại khác nhau đó là:

Hệ số công suất tức thời

Khi biết được hệ số công suất là gì thì việc tìm được hệ số điện của một thời điểm nhất định sẽ được đo bằng Cosφ. Hoặc cũng có thể dùng các dụng cụ đo điện áp, công suất và dòng điện để tính. Hệ số này luôn có sự biến động nên không được sử dụng trong tính toán.

Công thức tính hệ số công suất tức thời: Cosφ = P3UI

Hệ số công suất trung bình

Đây là hệ số có công suất Cosφ tồn tại trong một khoảng thời gian nào đó được xác định. Công thức cụ thể là: Cosφtb = Ahc (Ahc 2+Avc2)

Trong đó:

• Cosφtb: hệ số công suất trung bình
• Ahc: điện năng tác dụng đo trong chu kỳ xác định
• Avc: điện năng phản kháng trong chu kỳ xác định

Hệ số Cosφtb sẽ được dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện của gia đình hay đơn vị nào đó có tiết kiệm, phù hợp hay không.

Hệ số công suất tự nhiên

Hệ số công suất tự nhiên được tính cho cả một năm khi không có thiết bị bù nào. Hệ số này được dùng để làm căn cứ tính toán, nâng cao hệ số công suất hiệu dụng và bù công suất phản kháng.

Các loại công suất trong hệ thống dòng điện xoay chiều

Công suất của dòng điện xoay chiều được truyền từ nguồn cấp đến tải. Chúng luôn tồn tại ở nhiều loại công suất khác nhau. Đó là công suất hiệu dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến. Dưới đây là công thức tính cụ thể của từng loại bạn có thể tham khảo:

Công suất hiệu dụng

Công suất hiệu dụng rất đặc trưng cho khả năng sinh ra công hữu ích thiết bị. Đây cũng là phần điện năng trong mạch điện có thể biến đổi thành các dạng năng lượng hữu ích. Công suất hiệu dụng được ký hiệu là P, đơn vị đo là W.

Công thức tính công suất hiệu dụng: P = U . I .cosφ

Trong đó:

• P: công suất hiệu dụng (P)
• U: điện áp (V)
• I: cường độ dòng điện (A)
• Cosφ: hệ số công suất

Công suất phản kháng

Công suất phản kháng hay còn được gọi bằng tên khác là công suất hư kháng hay công suất ảo. Lượng điện năng này sẽ được chuyển ngược về nguồn cung cấp trong mỗi chu kỳ. Bởi vì năng lượng sẽ được tích lũy trong thành phần dung kháng và cảm kháng. Phần công suất này không có lợi cho mạch điện, tuy nhiên lại rất cần thiết đối với quá trình thay đổi năng lượng.

Công suất phản kháng được kí hiệu là Q, đơn vị đo là VAR (Volt amperes reactive). Và có công thức tính: Q = U . I .sinφ

Trong đó:

• Q: công suất phản kháng (VAR)
• U: điện áp (V)
• I: cường độ dòng điện (A)
• φ: pha lệch giữa U và I

Công suất biểu kiến

Công suất biểu kiến được biết đến với tên khác thông dụng hơn là công suất toàn phần. Đây là công suất tổng của mạch điện bao gồm công suất phản kháng và công suất hiệu dụng. Công suất này được kí hiệu là S, đơn vị tính là VA (Volt ampe)

Công suất biểu kiến được tích với công thức cụ thể sau: S = U.I = (P2+Q2)

Trong đó:

• S: công suất biểu kiến (VA)
• P: công suất hiệu dụng (W)
• Q: công suất phản kháng (VAR)
• U: điện áp (V)
• I: cường độ dòng điện (A)

Ý nghĩa của hệ số công suất

Khi sử dụng bất kỳ thiết bị nào khi công suất càng cao thì hệ số công suất cũng sẽ cao. Theo đó hệ số công suất cao thì các thành phần công suất tác dụng cũng sẽ lớn và sinh ra nhiều công hữu ích hơn. Có người từng tính rằng duy trì cos phi ~ 1 để các thiết bị điện hoạt động hiệu quả hơn.

Tuy nhiên có một sự thật là hệ số công suất bao nhiêu sẽ phụ thuộc vào tải và thiết bị sử dụng điện. Nhu cầu của các thiết bị về công suất tác dụng và công suất phản kháng cần phải đáp ứng đủ thì mới hoạt động tốt. Vì vậy giải pháp trung hòa là nguồn sẽ chỉ cung cấp cho tải 1 phần công suất phản kháng. Phần còn thiếu thì khách hàng sẽ tự trang bị thêm bằng cách gắn thêm tụ bù hoặc các phương pháp cải thiện hệ số công suất.