10. Что характеризует коэффициент мощности цепи переменного тока и от чего он зависит?

Коэффициент мощности (cos φ) характеризует, насколько эффективно используется электрическая энергия, потребляемая цепью переменного тока. Он показывает отношение активной мощности (мощности, которая совершает полезную работу или выделяется в виде тепла) к полной мощности (произведению действующих значений напряжения и тока).

\( \text{cos } \varphi = \frac{P_{акт}}{P_{полн}} = \frac{P_{акт}}{U_{эфф} \cdot I_{эфф}} \)

От чего зависит коэффициент мощности:

• От соотношения индуктивного и емкостного сопротивлений в цепи.
• В цепи, где преобладает активное сопротивление, коэффициент мощности близок к 1 (cos φ ≈ 1).
• В цепи с преобладанием индуктивной или емкостной нагрузки (например, двигатели, трансформаторы) коэффициент мощности меньше 1, так как часть энергии тратится на создание магнитных или электрических полей, а не на совершение работы.
• В идеальной чисто активной цепи (только резистор) cos φ = 1.
• В чисто реактивной цепи (только индуктор или конденсатор) cos φ = 0.

Низкий коэффициент мощности означает, что большая часть потребляемой энергии не идет на полезную работу, что приводит к увеличению потерь в линиях электропередачи и снижению эффективности.