Dlaczego współczynnik mocy transformatora jest zawsze opóźniony?

Współczynnik mocy transformatora jest zawsze opóźniony, ponieważ uzwojenie pierwotne transformatora pobiera prąd magnesujący, który jest opóźniony w stosunku do przyłożonego napięcia. Ten prąd magnesujący wytwarza niezbędne pole magnetyczne w rdzeniu, a ponieważ ma charakter indukcyjny, powoduje opóźnienie całkowitego współczynnika mocy.

W większości obwodów prądu przemiennego współczynnik mocy jest zawsze opóźniony, ponieważ obciążenia indukcyjne, takie jak silniki, transformatory i cewki indukcyjne, są powszechne. Te obciążenia indukcyjne powodują opóźnienie prądu w stosunku do napięcia z powodu magazynowania energii w ich polach magnetycznych.

Systemy zasilania zazwyczaj działają przy opóźnionym współczynniku mocy, ponieważ zasilają głównie obciążenia indukcyjne, takie jak silniki i transformatory. Obciążenia te pobierają prąd opóźniony w stosunku do napięcia, co jest naturalną cechą elementów indukcyjnych. Praca przy opóźnionym współczynniku mocy jest typowa i oczekiwana w tych systemach.

Aby skorygować opóźniony współczynnik mocy, do obwodu dodaje się kondensatory. Kondensatory te zapewniają wiodącą moc bierną, która przeciwdziała opóźnionej mocy biernej powodowanej przez obciążenia indukcyjne. Bilansując moc bierną w systemie, poprawia się ogólny współczynnik mocy, zmniejszając straty i zwiększając wydajność.

Aby dowiedzieć się, czy współczynnik mocy (PF) jest wyprzedzający czy opóźniający, należy obserwować zależność fazową pomiędzy prądem i napięciem. Jeśli prąd jest opóźniony w stosunku do napięcia, współczynnik mocy jest opóźniony. Jeśli prąd wyprzedza napięcie, wiodący jest współczynnik mocy. Można to określić za pomocą miernika współczynnika mocy lub analizując przebiegi za pomocą oscyloskopu.

W transformatorze „opóźnienie” odnosi się do różnicy faz, w której prąd w uzwojeniu pierwotnym opóźnia się w stosunku do przyłożonego napięcia. Wynika to z indukcyjnego charakteru uzwojeń transformatora, które wymagają prądu magnesującego w celu wytworzenia pola magnetycznego w rdzeniu, co skutkuje opóźnionym współczynnikiem mocy.