Hệ số công suất là gì? Cos phi (cos φ) nghĩa là gì

Công suất thực là phần điện biến thành việc có ích, công suất phản kháng là phần thiết bị cần để tạo từ trường, còn công suất biểu kiến là tổng lưới điện phải cấp cho cả hai phần.

Ba đại lượng ghép thành tam giác vuông như ảnh đầu bài, nên S² = P² + Q². Góc φ càng nhỏ thì cos φ càng gần 1. Các khái niệm nền khác nằm trong mục nguyên lý điện.

Với điện 1 pha, công suất thực bằng điện áp nhân dòng điện nhân hệ số công suất: P = U × I × cos φ.

• Công suất biểu kiến bằng điện áp nhân dòng điện: S = U × I, đơn vị VA.
• Hệ số công suất bằng công suất thực chia công suất biểu kiến: cos φ = P ÷ S.
• Dòng điện tính ngược từ công suất thực: I = P ÷ (U × cos φ).

Ví dụ cùng công suất thực 1.000 W ở 220 V: thiết bị có cos φ bằng 1 kéo 1.000 ÷ 220 ≈ 4,5 A; thiết bị có cos φ bằng 0,9 kéo 1.000 ÷ (220 × 0,9) ≈ 5,1 A. Hệ số công suất càng thấp, dây điện càng phải chở dòng lớn hơn cho cùng một việc.

Ý nghĩa của U (vôn) và I (ampe) ở bài điện áp, dòng điện, điện trở là gì. Điện 3 pha có công thức riêng, xem bài điện 1 pha và 3 pha khác nhau thế nào.

Thiết bị sinh nhiệt bằng dây điện trở có cos φ bằng 1, còn thiết bị có cuộn dây như động cơ, máy nén cần thêm công suất phản kháng để tạo từ trường nên cos φ nhỏ hơn 1.

• Dây điện trở của ấm siêu tốc, bình nóng lạnh, bàn là biến điện thành nhiệt, không cần từ trường, nên S bằng P. Xem bài thiết bị sinh nhiệt bằng điện hoạt động thế nào.
• Động cơ của quạt, máy bơm, máy nén tủ lạnh và máy lạnh cần dòng điện tạo từ trường mới quay được; máy biến áp cũng vậy.
• Động cơ chạy non tải có hệ số công suất thấp hơn lúc chạy gần công suất định mức.

Số cos φ của từng máy chỉ có trên nhãn hoặc tài liệu hãng, mỗi model một khác. Số W máy lạnh dùng ở trang máy lạnh tốn bao nhiêu điện.

Không, hộ gia đình trả tiền theo số kWh công tơ ghi; quy định mua công suất phản kháng chỉ áp dụng cho bên mua điện để sản xuất, kinh doanh (Nghị định 18/2025/NĐ-CP, Điều 5 khoản 1).

• Công tơ 1 pha trong nhà là công tơ đo điện năng tác dụng (Thông tư 05/2025/TT-BCT, Điều 105 khoản 3), tức cộng dồn phần P theo thời gian. Cách công tơ đếm ở bài công tơ điện đo số điện thế nào.
• Số kWh cả tháng chia vào các bậc giá ở trang giá điện bậc thang và cách tính tiền điện; cách đổi W sang kWh ở bài 1 kWh là gì.

Hệ số công suất thấp không làm tăng số kWh, nhưng làm dòng điện trong dây lớn hơn cho cùng số W, như ví dụ ở mục công thức. Chọn dây, aptomat theo dòng điện là việc của thợ điện có chứng chỉ.

Khách hàng sản xuất, kinh doanh có trạm điện riêng hoặc dùng từ 40 kW trở lên phải giữ cos φ không nhỏ hơn 0,9 tại chỗ đặt công tơ; thấp hơn thì phải mua công suất phản kháng.

• Ai phải giữ: khách hàng sản xuất, kinh doanh, dịch vụ có trạm điện riêng, hoặc công suất sử dụng cực đại từ 40 kW trở lên (Thông tư 05/2025/TT-BCT, Điều 31 khoản 3).
• Đăng ký dưới 40 kW nhưng dùng thực tế từ 40 kW trở lên 3 chu kỳ ghi chỉ số liên tiếp thì vẫn thuộc diện phải mua (Nghị định 18/2025/NĐ-CP, Điều 5 khoản 1).
• Cách tính cos φ: theo số công tơ trong chu kỳ, cos φ = Ap ÷ √(Ap² + Aq²), Ap là kWh, Aq là kVArh (Phụ lục mục 1).
• Tiền phải trả: tiền điện năng tác dụng chưa thuế nhân hệ số k%, trả cùng kỳ tiền điện (Phụ lục mục 2).

Ví dụ tháng có cos φ bằng 0,8 thì trả thêm 12,5% tiền điện năng tác dụng chưa thuế. Bên bán điện không đảm bảo chất lượng điện thì bên mua không phải mua (Điều 5 khoản 7).

Tụ bù là bộ tụ điện cấp công suất phản kháng ngay tại chỗ cho động cơ, nhờ đó lưới điện phải cấp ít phần phản kháng hơn và hệ số công suất tăng lên.

• Ai dùng: xưởng, cửa hàng, toà nhà có nhiều động cơ, thuộc diện phải giữ cos φ từ 0,9.
• Cách khác: hạn chế động cơ chạy không tải, thay động cơ hiệu suất cao khi máy cũ hỏng.
• Ai lắp: chọn và lắp tủ bù là việc của kỹ sư hoặc thợ điện có chứng chỉ; không tự đấu hay mở tủ.

Nhà ở trả theo kWh, không có khoản mua công suất phản kháng, nên tụ bù không giảm tiền điện. Số kWh chỉ giảm khi thiết bị chạy ít giờ hơn hoặc chạy nhẹ hơn; cách máy lạnh, tủ lạnh đổi tốc độ máy nén ở bài inverter là gì.

kW là công suất thực thiết bị dùng, còn kVA là công suất biểu kiến mà máy biến áp, máy phát, bộ lưu điện cấp được; số kW dùng được bằng số kVA nhân hệ số công suất của tải.

• Vì sao máy ghi kVA: máy bị giới hạn bởi dòng điện qua cuộn dây, mà dòng điện đi theo S chứ không theo P.
• Đổi đơn vị: kW = kVA × cos φ; kVA = kW ÷ cos φ.
• Ví dụ: tải có cos φ bằng 0,9 thì máy 10 kVA cấp tối đa 10 × 0,9 = 9 kW; tải sinh nhiệt thì 1 kVA ứng với 1 kW.

Chọn cỡ máy phát, bộ lưu điện nên nhờ thợ điện hoặc kỹ sư tính theo nhãn từng thiết bị.