Dalam kelistrikan dikenal istilah “segitiga daya” yang dimana dalam segitiga tersebut terdapat notasi pada tiga sisinya, yaitu daya aktif (active power), daya semu (apparent power), dan daya reaktif (reactive power). Ketiga daya ini saling berkaitan dalam “segitiga daya” dan akan menghasilkan nilai faktor daya.
Sudut segitiga daya secara gambar, menunjukkan rasio antara jumlah daya yang hilang (atau dikonsumsi) dan jumlah daya yang diserap atau dikembalikan. Ketika dinyatakan dalam bentuk pecahan, perbandingan antara daya aktif dan daya semu disebut sebagai faktor daya.
Karena daya aktif dan daya semu membentuk sudut yang berdekatan dan berhadapan, maka dapat dinyatakan dalam bentuk sudut kosinus sebagai berikut :
Nilai Faktor Daya
Untuk rangkaian dengan beban resistif murni, nilai faktor dayanya adalah 1 (bagus), karena daya reaktif memiliki faktor daya 0 (nol). Disini bentuk segitiga daya membentuk garis horizontal, karena sisi daya reaktif memiliki panjang (nol).
Untuk rangkaian dengan beban induktif, nilai faktor dayanya adalah nol, karena daya aktifnya bernilai nol. Disini, segitiga daya akan terlihat seperti garis vertikal, karena sisi yang berdekatan (daya aktif) memiliki panjang nol.
Hal yang sama dapat dikatakan untuk rangkaian kapasitif. Apabila tidak ada beban resistif pada rangkaian, maka daya aktif samadengan nol, sehingga membuat daya dalam rangkaian menjadi reaktif murni. Bentuk segitiga daya untuk beban kapasitif akan kembali menjadi garis vertikal (menunjuk kebawah, tidak seperti beban induktif yang menghadap keatas).
Hal Penting dalam Faktor Daya
Faktor daya menjadi aspek yang penting terutama dalam rangkaian AC, karena faktor daya yang buruk atau bernilai kurang dari 1 berarti rangkaian harus membawa lebih banyak arus daripada yang diperlukan dengan reaktansi nol didalam sirkuit untuk mengalirkan jumlah daya aktif yang sama ke beban resistif.
Jika dalam contoh sebelumnya adalah beban resistif murni, maka kita dapat mengalirkan daya sebesar 169,256 Watt ke beban dengan arus 1,410 A daripada hanya mengalirkan daya 119,365 Watt (seperti dalam contoh) dengan nilai arus yang sama.
Faktor daya yang buruk, akan berdampak pada daya yang dikirimkan ke beban menjadi tidak efisien.
Faktor Daya yang Buruk
Faktor daya yang buruk secara paradoks dapat dikoreksi, dengan cara menambahkan beban lain kedalam sirkuit yang menarik jumlah daya reaktif yang sama dan berlawanan, untuk membatalkan efek reaktansi induktif dari beban tersebut.
Reaktansi induktif hanya dapat dihilangkan dengan reaktansi kapasitif, jadi kita harus menambahkan kapasitor secara paralel kedalam sirkuit sebagai beban tambahan.
Efek dari dua reaktansi yang saling berlawanan ini secara paralel adalah membuat impedansi total rangkaian samadengan resistansi totalnya (untuk membuat sudut fasa impedansi menjadi nol atau setidaknya mendekati nol).
Ketika kita mengetahui bahwa daya reaktif (belum dikoreksi) sebesar 119,998 VAR (induktif), kita perlu menghitung ukuran kapasitor yang tepat untuk menghasilkan jumlah daya reaktif (kapasitif) yang sama.
Karena kapasitor akan langsung diparalelkan dengan sumber tegangan, kita akan menggunakan rumus daya yang dimulai dari tegangan dan reaktansi sebagai berikut :
Jika dimasukkan kedalam rangkaian maka akan seperti gambar dibawah ini :
Dari perhitungan, faktor daya secara keseluruhan telah diperbaiki. Arus utama dalam rangkaian telah diturunkan dari 1,41 A menjadi 994,7 mA, sementara daya yang terbuang pada resistor beban tetap tidak berubah menjadi 119,365 Watt. Faktor daya menjadi mendekati 1.
Karena sudut impedansi masih bernilai positif, maka secara keseluruhan rangkaian masih bersifat kapasitif daripada induktif. Apabila usaha perbaikan faktor daya sudah sesuai, kita akan mendapatkan sudut impedansi nol, atau murni resistif. Jika kita menambahkan ukuran kapasitor yang lebih besar, kita akan mendapatkan sudut impedansi negatif, sehingga menandakan rangkaian lebih bersifat kapasitif daripada induktif.
Perlu diperhatikan bahwa penambahan beban kapasitif yang terlalu banyak pada sirkuit dapat menurunkan nilai faktor daya sama halnya dengan penambahan beban induktif. Harus diperhatikan agar tidak melakukan koreksi berlebihan saat menambahkan kapasitansi pada sirkuit. Selain itu, spesifikasi kapasitor juga harus sesuai dengan beban kerja beban dan perhitungan.
Jika suatu sirkuit secara dominan adalah beban induktif, kita katakan bahwa faktor dayanya adalah lagging.
Sebaliknya, jika suatu sirkuit secara dominan adalah beban kapasitif, kita katakana bahwa faktor dayanya adalah leading. Dengan demikian, pada rangkaian didalam contoh yang memiliki nilai faktor daya 0,705 (lagging) dan dikoreksi menjadi 0,999 (lagging).
Referensi : https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-11/calculating-power-factor/
