با نصب خازن یا بانک خازن می‌توان ضریب قدرت را بهبود بخشید. بهبود ضریب قدرت یک دستگاه الکتریکی به معنای تولید نسبت خاصی از انرژی راکتیو است که خودش از آن استفاده می‌کند.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز :
خازن‌ها چگونه می‌توانند ضریب قدرت را بهبود ببخشند و چگونه آن‌ها را محاسبه کنیم؟ چگونه می‌توان ضریب قدرت را بهبود بخشید؟ اینکار بسیار ساده است.
دلایل نصب بانک خازنی
با نصب خازن یا بانک خازن می‌توان ضریب قدرت را بهبود بخشید. بهبود ضریب قدرت یک دستگاه الکتریکی به معنای تولید نسبت خاصی از انرژی راکتیو است که خودش از آن استفاده می‌کند. سیستم‌های متعددی برای تولید انرژی راکتیو وجود دارد که از جمله آن می‌توان به متعادل کننده آسنکرون خاص و خازن شنت (یا خازن‌های سریالی برای سیستم‌های انتقال بزرگ) اشاره کرد.
خازن‌ها معمولا به خاطر دلایل زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:
عدم مصرف آن از انرژی فعال
هزینه خرید پایین
کاربرد آسان
عمر آن (تقریبا ۱۰ سال)
تعمیر و نگهداری پایین آن (دستگاه استاتیک)
نمودار قدرت:
ضریب قدرت، نسبت توان کار به توان ظاهری است. این ضریب میتواند نحوه استفاده موثر از انرژی الکتریکی را مورد اندازه گیری قرار دهد.
وجود ضریب قدرت پایین بدین معناست که شما به طور کامل از تمامی انرژی الکتریکی که بابتش هزینه کرده اید استفاده نمی‌کنید.
ضریب قدرت بالا نیز به این معنی است که کاربرد موثری از قدرت الکتریکی صورت گرفته است.
این در حالیست که ضریب قدرت پایین نشان دهنده کاربرد ضعیف از قدرت و انرژی الکتریکی است. برای مشخص کردن ضریب قدرت (pf)، توان کاری را به توان ظاهری تقسیم کنید. در یک سیستم خطی یا سینوسی؛ نتیجه به دست آمده به عنوان cosine θ. در نظر گرفته میشود.
PF = kW / kVA = cosine θ. kVA
به عنوان مثال اگر شما یک دستگاه حفاری داشته باشید که با توان کاری ۱۰۰Kw کار می‌کند و توان ظاهری آن ۱۲۵kvA است، باید عدد ۱۰۰ را بر روی ۱۲۵ تقسیم کنید. نتیجه به دست آمده ضریب قدرت خواهد بود. در این مثال ۰.۸۵ ضریب قدرت دستگاه حفاری است.
(kW) ۱۰۰ / (kVA) ۱۲۵ = (PF) ۰.۸۰
نمودار قدرت که در آن:
p: نشان دهنده قدرت و توان کاری است.
S۱ و S۲: توان ظاهری است
Qc:قدرت و انرژی راکتیو خازن
Q۱: نشان دهنده قدرت راکتیو بدون خازن و Q۲ قدرت راکتیو در حضور خازن است.
خازن چیست؟
خازن یا انباره عبارتست از دو صفحهٔ موازی فلزی که در میان آن لایه‌ای از هوا یا عایق قرار دارد. از خازن‌ها در مدارات به‌عنوان فیلتر هم استفاده میشود. زیرا خازن‌ها به راحتی سیگنال‌های متناوب را عبور می‌دهند، ولی مانع عبور سیگنال‌های مستقیم می‌شوند.
خازن‌ها انرژی الکتریکی را نگهداری می‌کنند و به همراه مقاومت ها، در مدارات تایمینگ استفاده می‌شوند.
همچنین از خازن‌ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده میشود.
“خازن را با حرف C. که ابتدای کلمه Capacitor است نمایش می‌دهند.
ظرفیت خازن
در محاسبه بانک خازنی ظرفیت معیاری برای اندازه‌گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. باید گفت که ظرفیت خازن‌ها یک کمیت فیزیکی‌ست و به ساختمان خازن وابسته‌است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد.
واحد اندازه گیری
واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌باشد؛ بنابراین استفاده از واحد‌های کوچک‌تر نیز در خازن‌ها مرسوم است.
میکروفاراد (µF)، نانوفاراد (nF) و پیکوفاراد (pF) واحد‌های کوچک‌تر فاراد هستند.
نسبت مقدار باری که روی صفحات خازنی انباشته میشود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن (C) گویند؛ که مقداری ثابت است.
در این رابطه:
C. = ظرفیت خازن بر حسب فاراد
Q. = بار ذخیره شده برحسب کولن
V. = اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت
ε۰ = قابلیت گذر دهی خلا است
k. (بدون یکا) = ثابت دی‌الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ ۱=K است و برای محیط‌های دیگر مانند شیشه و روغن ۱
A. = سطح خازن بر حسب
d. =فاصله بین دو صفه خازن بر حسب متر (m)
چند نکته
آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد.
بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد.
ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی‌الکتریک (K) نسبت مستقیم دارد.
به عبارت ساده انرژی ذخیره شده در یک خازن یک فارادی ۲۲۰ ولتی میتواند یک مصرف کننده ۶،۷۲۲ وات بر ساعت را به مدت یک ساعت روشن کند؛ و یا انرژی ذخیره شده در یک خازن یک فارادی ۱۲ ولتی میتواند یک مصرف کننده ۰،۰۲ وات بر ساعت را به مدت یک ساعت روشن کند (مثلا یک LED لامپ ۲۰ میلی وات).
معادلات:
Q۲ = Q۱ – Qc
Qc = Q۱ – Q۲
Qc = P×tg φ۱ – P×tgφ۲
Qc = P× (tg φ۱ – tg φ۲)
که در آن φ۱ تغییر فاز بدون خازن و φ۲ تغییر فاز با خازن است.
خازن گیرنده‌ای است که ازدو بخش رسانا (الکترود) تشکیل شده است که معمولا توسط یک عایق از هم جدا می‌شوند.
زمانی که این گیرنده در معرض یک ولتاژ سینوسی قرار می‌گیرد جریان و سپس قدرت آن منجر به ایجاد ولتاژ ۹۰ درجه میشود.
در مقابل؛ برای سایر گیرنده‌ها (موتورها؛ ترانسفورماتور و ...)، جریان و بنابراین قدرت آن (القای راکتیو) ولتاژ را تا ۹۰ درجه کند می‌کند.
ترکیب برداری این جریان‌ها و قدرت راکتیو (القایی و خازنی) باعث میشود جریان یا قدرت به مقادیری برسند که قبل از نصب خازن داشته اند.
به عبارت ساده تر، گیرنده‌های القایی (مثل موتور، تراسنفورماتور و ...) انرژی راکتیو را مصرف می‌کنند.
این در حالیست که خازن (گیرنده‌های خازنی) انرژی راکتیو را تولید می‌نماید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.