Nederlands
Menu

Wat is Arbeidsfactor?

In een wisselstroomkring de verhouding tussen het werkelijk vermogen (het vermogen dat werkelijk wordt verbruikt) en het schijnbaar vermogen (effectieve spanning × effectieve stroom). Ze ligt tussen 0 en 1, en wanneer spanning en stroom sinusvormig zijn, is ze gelijk aan cos φ van hun faseverschil φ. Een lage arbeidsfactor betekent dat er voor hetzelfde werkelijk vermogen een grotere stroom nodig is, wat de verliezen in bedrading en transformatoren vergroot.

Japanse benaming: 力率

“Arbeidsfactor” komt voor in 7 oefenvragen uit 3 onderwerpen, bijv. Basis van elektrische schakelingen en elektromagnetisme, Vermogenselektronische schakelingen, Vermogenshalfgeleiders.

Vakgebied: Vermogenselektronische schakelingen

Arbeidsfactor door faseverschil

Bij een inductieve belasting zoals een motor ijlt de stroom na op de spanning en daalt de arbeidsfactor. Een belasting met een schijnbaar vermogen van 1 kVA en een arbeidsfactor van 0,8 verbruikt bijvoorbeeld 800 W werkelijk vermogen, en daarnaast pendelt er blindvermogen heen en weer tussen bron en belasting. Een condensator parallel aan de belasting compenseert het naijlende blindvermogen en brengt de arbeidsfactor dichter bij 1.

Arbeidsfactor door vervorming van de golfvorm

Wanneer de stroom niet sinusvormig is, dragen harmonische stromen met een andere frequentie dan de spanning geen gemiddeld vermogen over, maar vergroten ze wel de effectieve stroom. De arbeidsfactor is dan het product van cos φ, door het faseverschil van de grondgolf, en de effectieve waarde van de grondgolf ÷ de totale effectieve stroom. Een gelijkrichtschakeling met afvlakking door een condensator heeft een lage arbeidsfactor omdat haar stroom in pulsen vloeit, ook al is de faseverschuiving van de stroom klein.

Waarom de arbeidsfactor verhogen

Een belasting die bij 100 V 800 W gebruikt, trekt bij een arbeidsfactor van 0,8 10 A, maar bij een arbeidsfactor van 1 maar 8 A. Het verlies in de bedrading is evenredig met het kwadraat van de stroom, dus bij 0,8 is het ongeveer 1,56 keer het verlies bij 1. Normen zoals IEC 61000-3-2 beperken de harmonische stromen die apparaten trekken, wat nog een reden is waarom voedingen hun arbeidsfactor corrigeren.

Nu oefenen: vragen over Arbeidsfactor

Welke uitdrukking geeft in een wisselstroomkring met werkelijk vermogen P [W] en schijnbaar vermogen S [VA] de arbeidsfactor?

  1. AP / S
  2. BS / P
  3. CP × S
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. P / S

De arbeidsfactor is de verhouding P/S tussen het werkelijk vermogen P en het schijnbaar vermogen S (effectieve spanning × effectieve stroom). Bij sinusvormige grootheden is hij te schrijven als cos φ, met φ het faseverschil tussen spanning en stroom. Bij S = 2000 VA en P = 1800 W is de arbeidsfactor bijvoorbeeld 0,9. Een lage arbeidsfactor betekent dat voor hetzelfde werkelijk vermogen meer stroom nodig is, waardoor de verliezen in bedrading en transformatoren toenemen.

Wat doet men in het algemeen om de arbeidsfactor te verbeteren van een kring met een inductieve belasting zoals een motor?

  1. AEen condensator parallel aan de belasting schakelen
  2. BEen spoel parallel aan de belasting schakelen
  3. CDe frequentie van de voeding verhogen
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Een condensator parallel aan de belasting schakelen

Bij een inductieve belasting ijlt de stroom na op de spanning en ontstaat er inductief blindvermogen. Een condensator levert blindvermogen met het omgekeerde (capacitieve) teken; schakelt men er een parallel aan de belasting, dan wordt het blindvermogen gecompenseerd, daalt de stroom uit de bron en nadert de arbeidsfactor 1. De spanning over de belasting en het werkelijk vermogen dat ze opneemt veranderen niet. In de netaansluitingen van fabrieken worden zulke condensatoren voor blindvermogencompensatie gebruikt, maar overcompensatie maakt de arbeidsfactor capacitief en kan de spanning laten stijgen.

Veelgestelde vragen

Zijn arbeidsfactor en rendement hetzelfde?

Nee. Het rendement is uitgangsvermogen ÷ ingangsvermogen en geeft aan welk deel verloren gaat. De arbeidsfactor is werkelijk ingangsvermogen ÷ schijnbaar vermogen en geeft aan hoeveel van de stroom die vloeit werkelijk bijdraagt aan het leveren van vermogen. Een apparaat kan een hoog rendement en toch een lage arbeidsfactor hebben.

Kan de arbeidsfactor groter zijn dan 1?

Nee. Het werkelijk vermogen is nooit groter dan het schijnbaar vermogen, dus de arbeidsfactor ligt tussen 0 en 1. Of de stroom naijlt of voorijlt op de spanning, wordt aangeduid als een inductieve (naijlende) of capacitieve (voorijlende) arbeidsfactor.

“Arbeidsfactor” in de toelichting

Vragen met “Arbeidsfactor” (7)

  1. Welke uitdrukking geeft in een wisselstroomkring met werkelijk vermogen P [W] en schijnbaar vermogen S [VA] de arbeidsfactor?
  2. Wat doet men in het algemeen om de arbeidsfactor te verbeteren van een kring met een inductieve belasting zoals een motor?
  3. Bij een symmetrische driefasenbelasting zijn de lijnspanning 200 V, de lijnstroom 10 A en de arbeidsfactor 0,8. Welke waarde ligt het dichtst bij het werkelijk vermogen van de belasting (totaal van de drie fasen)?
  4. In een voeding waarvan de ingangsstroom niet sinusvormig is maar veel harmonischen bevat, is de arbeidsfactor niet 1, ook al is de grondgolf van de stroom in fase met de spanning. Welke verklaring is juist?
  5. Hoe groot is de impedantie van een schakeling met een weerstand R = 30 Ω in serie met een spoel met reactantie XL = 40 Ω? (De weerstand van de spoel wordt verwaarloosd.)
  6. Een wisselstroombelasting heeft een werkelijk vermogen van 800 W en een schijnbaar vermogen van 1000 VA. Hoe groot is het blindvermogen? (Spanning en stroom zijn sinusvormig.)
  7. Wat is het juiste doel van een in voedingen gebruikte arbeidsfactorcorrectieschakeling (PFC)?

Verwante termen

Transformator Gelijkrichtschakeling Arbeidsfactorcorrectie Afvlakcondensator Step-upchopper (boostconverter) Buck-boostconverter Continue geleidingsmodus Inductiemotor (asynchrone motor) Omvormer (inverter) Sinusoïdale PWM

Naar de woordenlijst