Faktor daya

Faktor daya didefinisikan sebagai perbandingan daya aktif dengan daya semu. Kosakata elektroteknik internasional IEC 60050-131 memberi definisi dalam bentuk umum, λ = |P|/S, yang berlaku untuk bentuk gelombang apa pun. Pada tegangan dan arus sinus, perbandingan itu sama dengan cos φ, sehingga di lapangan kedua istilah sering dipertukarkan.

Pada resistor murni, φ = 0 dan daya sesaat selalu positif, berdenyut antara nol dan 2VI dengan frekuensi 100 Hz. Pada induktor atau kapasitor ideal, φ = ± 90° dan daya sesaat bergantian positif dan negatif dengan luas yang sama. Energi masuk ke medan magnet atau medan listrik selama seperempat periode, lalu dikembalikan ke sumber pada seperempat periode berikutnya.

Arus yang ditarik penyearah, catu daya elektronik, pengendali motor elektronik, dan sebagian lampu LED tidak sinus. Arus seperti itu dapat diurai menjadi komponen dasar 50 Hz dengan nilai efektif I₁ dan komponen harmonisa pada kelipatan 50 Hz. Hanya komponen dasar yang menghasilkan daya aktif bersama tegangan sinus, sedangkan semua komponen ikut menaikkan arus efektif total I.

Faktor daya disebut tertinggal bila arus tertinggal dari tegangan dan mendahului bila arus mendahului. Perbandingan Q/S = sin φ disebut faktor reaktif, bukan faktor daya.

Alat analisis daya dapat menampilkan "cos φ 0,99" dan "PF 0,70" untuk beban yang sama, karena yang pertama adalah faktor daya pergeseran dan yang kedua faktor daya total.

Panas di belitan trafo, belitan alternator genset, kontak sakelar, dan konduktor kabel sebanding dengan kuadrat arus. Arus itu mengalir penuh walaupun sebagian energinya hanya bolak-balik ke medan magnet motor, sehingga kapasitas peralatan pencatu dinyatakan dengan daya semu atau arus. Trafo 100 kVA yang mencatu beban 80 kW dengan faktor daya 0,75 menanggung 107 kVA, sehingga kelebihan beban walaupun angka kW-nya lebih kecil dari 100.

Untuk daya aktif dan tegangan yang sama, arus berbanding terbalik dengan faktor daya. Beban yang sama pada faktor daya 0,72 menarik arus 0,95/0,72 ≈ 1,32 kali arus pada faktor daya 0,95.

Faktor daya ditentukan oleh beban, bukan oleh jumlah fasa. Pemanas satu fasa hampir berfaktor daya 1, sedangkan motor pompa satu fasa, kompresor, dan catu daya elektronik tidak.

"Memperbaiki faktor daya menghemat kWh motor." Kapasitor tidak mengubah daya aktif yang diserap motor.

"Menambah kapasitor untuk faktor daya pasti menyelesaikan masalah." Kapasitor yang dipasang tanpa analisis dapat beresonansi dengan induktansi jaringan pada frekuensi harmonisa tertentu dan memperburuk keadaan dengan penguatan arus. Kapasitor juga hanya memperbaiki faktor daya pergeseran, bukan bagian faktor daya yang rendah akibat distorsi.