Коэффициент мощности двигателя переменного тока обозначается как косинус фи.
У асинхронного двигателя он равен 0.78.
В этом видео объясняется физический смысл этой величины.
Подаем на резистор 100 Ом переменное напряжение 50 Гц и 15 В.
Графики напряжения и тока показывают синфазное изменение.
Нули напряжения соответствуют нулям тока, максимумы напряжения - максимумы тока.
Подаем переменное напряжение на электродвигатель от микроволновой печи.
График тока сдвинут относительно графика напряжения, ток запаздывает на 33 градуса.
Угол фи входит в формулу косинуса фи для коэффициента мощности.
Мгновенная мощность равна произведению тока и напряжения.
График мощности для электродвигателя показывает отрицательные участки.
В эти интервалы времени электродвигатель отдает энергию источнику.
Средняя мощность переменного тока вычисляется как произведение действующих значений тока и напряжения.
Сдвиг фазы уменьшает передаваемую мощность из-за множителя косинус фи.
Сдвиг фаз в электродвигателе происходит из-за катушек с активным и индуктивным сопротивлением.
Аналогичный сдвиг фазы возникает в катушке индуктивности.
Ток в катушке отстает от напряжения на 20 градусов, косинус фи близок к единице.
Средняя тепловая мощность в катушке составляет 10 Вт.
Вдвинем стальной сердечник в катушку, сдвиг фаз увеличился до 60 градусов.
Косинус фи стал равен 0.5, ток уменьшился по амплитуде, средняя мощность упала в 2.5 раза.
Увеличение сдвига фаз уменьшает косинус фи, увеличивая ток и потери в проводах.
Проектировщики электрических сетей стремятся повысить косинус фи для снижения потерь.