انواع بارهای الکتریکی در ضریب توان

انواع بارهای الکتریکی در ضریب توان:
در طراحی و پیاده سازی سیستم های الکتریکی، علاوه بر ایمنی و قابلیت اطمینان، باید چند مورد دیگر از جمله بازده را در نظر گرفت.

یکی از معیارهای سنجش بهره وری در سیستم الکتریکی، میزان بازده مقدار انرژی است که سیستم آن را به شکلی مناسب برای انجام کار مفید تبدیل می کند. یکی از این معیارها در سیستم قدرت «ضریب توان» (Power Factor) است.

به طور خلاصه می توان گفت ضریب توان نشان می دهد که چه مقدار از توان برای انجام کار مفید در بار مصرف می شود. ضریب توان نامناسب یکی از عوامل اصلی افزایش هزینه و قطعی برق است.

برای توصیف مناسب ضریب توان و نمود عملی آن، لازم است انواع بارهای الکتریکی و مؤلفه های توان را بشناسیم.

در حالت کلی، دو نوع بار الکتریکی وجود دارد:

• بارهای مقاومتی.
• بارهای راکتیو.

بارهای مقاومتی:
بارهای مقاومتی (Resistive Loads)، همان گونه که از نامشان پیداست، از عناصر و اجزای مقاومتی خالص تشکیل شده اند.

در شرایط ایده آل، همه توان تزریقی به بارهای مقاومتی برای کار صرف می شود. این توان، توان کاری (Working Power)، توان واقعی (True Power) یا توان حقیقی (Real Power) نامیده می شود. همان طور که در تصویر زیر می بینیم، شکل موج ولتاژ و جریانِ بارهای مقاومتی همفاز است.

بارهای راکتیو:
بارهای راکتیو (Reactive Loads) کمی پیچیده تر از بارهای مقاومتی هستند.

این بارها علی رغم اینکه سبب افت ولتاژ می شوند و از منبع جریان می کشند، توان مفیدی صرف نمی کنند؛ زیرا توانی که از منبع می کشند کاری انجام نمی دهد و آن را به منبع باز می گردانند. این مورد، به دلیل ماهیت بارهای راکتیو است.

بارهای راکتیو می توانند سلفی (Inductive) و خازنی (Capacitive) باشند. در بارهای سلفی، توان کشیده شده از منبع، بدون انجام کار مستقیم، شار مغناطیسی را ایجاد می کند.

در حالی که، در بارهای خازنی توان صرف شارژ خازن می شود و مستقیماً کاری انجام نمی دهد. توانی که در بارهای راکتیو مصرف می شود و کار انجام نمی دهد «توان راکتیو» (Reactive Power) نام دارد.

از آنجایی که معمولاً یک اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ وجود دارد، بارهای راکتیو با پیشفازی جریان (بارهای خازنی) یا پسفازی جریان (بارهای سلفی) نسبت به ولتاژ مشخص می شوند.

به نمودار شکل موج های بارهای سلفی و خازنی زیر دقت کنید. همان طور که می بینیم، در شکل موج بار سلفی، جریان نسبت به ولتاژ پسفاز است (به عبارتی، با اعمال یک شکل موج سینوسی ولتاژ، جریانی در بار ایجاد می کند که فاز آن عقب تر از ولتاژ است).

به همین صورت، در شکل موج بار خازنی، جریان نسبت به ولتاژ پیشفاز است.