ويتحول جزء من هذه القدرة إلى قدرة حرارية ويؤدي ذلك إلى سخونة المقاومات.
أما إذا كان حمل الدائرة الكهربائية يحتوي على مكثفات أو ملفات، فإن الفرق بين طور الجهد وطور التيار يصل إلى 90 درجة. ولدراسة القدرة في هذه الحالة يتم تقسيم الموجة، ففي نصف الموجة الأول يكون حاصل ضرب كل من التياروالجهد موجب، بينما يكون حاصل الضرب سالب في نصف الموجة الآخر. وبذلك يكون متوسط القدرة الفعالة بصفر، ولا يوجد تدفق صافي للقدرة في الدورة الواحدة. وتكون القدرة المنتقلة هي قدرة غير فعالة فقط.
في الحياة العملية تكون الأحمال عبارة عن خليط من المقاوماتوالملفاتوالمكثفات ولذلك يتولد كل من القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة. ويتم تعريف القدرة الظاهرة بأنها حاصل ضرب كل من الجهدوالتيار وتساوي كذلك الجذر التربيعي لمجموع مربعي القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة.
ويستخدم مهندس الكهرباء قيمة القدرة الظاهرة عند تصميم وتشغيل أي نظام كهربائي . لأنه بالرغم من أن القدرة غير الفعالة لا تؤثر تأثيرا مباشرا على الحمل إلا أنها تعمل على تسخين الموصلات وإهدار قدر كبير من الطاقة على هيئة حرارة. ويتم استخدام هذه القيمة أيضا في تحديد سمك الموصل المطلوب لنقل التيار (لأنه إذا تم استخدام سمك موصل غير مناسب على تيار كهربائي كبير فسينصهر الموصل)، وحجم كل من المحولاتوالمولدات المطلوبة في الشبكة، لضمان جودة واستمرارية الخدمة والحفاظ على الشبكة من الانهيار أو إنقطاع التيار الكهربي.
ويتم استخدام قيمة كل من القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة لتحديد معامل القدرة الخاص بالنظام، ويتم الحرص على أن تكون قيمة هذا المعامل أكبر ما يمكن حيث أنه كلما زاد معامل قدرة النظام يؤدي ذلك إلى زيادة القدرة الفعالة وخفض كل من القدرة غير الفعالة ومفاقيد الشبكة.
معامل القدرة هو النسبة بين القدرة الفعالة إلى القدرة الظاهرية. وهو مساوٍ لجيب تمامزاوية الطور. وعند وجود أكثر من نظام يرسلوا نفس قيمة القدرة الفعالة، فإن النظام الذي يمتلك معامل قدرة أقل سيكون به أعلى خسائر وذو كفاءة أقل.
القيمة العظمى لمعامل القدرة تساوي 1 عندما يكون للتياروالجهد نفس الطور، ويكون بقيمة صغرى وتساوي صفر عندما يكون الفرق بين طورالتياروالجهد 90.
فكلما قلت زاوية الطور كلما كان معامل القدرة أكبر مما يؤدي إلى تقليل قيمة القدرة غير الفعالة .
والعكس صحيح كلما كان الفرق بين زاوية التيار وزاوية الجهد كبير كلما قلت قيمة معامل القدرة وإزدادت قيمة القدرة غير الفعالة .
ويوجد حالتين لوصف معامل القدرة وهي إما أن التيار يسبق الجهد، أو أن الجهد يسبق التيار.
وفي حالات الموجات الجيبية تكون معامل القدرة هو جيب تمامزاوية الطور. أي أنه جيب تمام الفرق بين زاوية الجهد وزاوية التيار (φ). وصيغته الرياضية هي "".
مثال
عندما تكون القدرة الفعالة لنظام ما 700 واط، وزاوية الطور (φ) تساوي 45.6° فإن:[5] معامل القدرة = cos(45.6°) = 0.700
وتكون القدرة الظاهرية = 0.7/700=1000VA
وعلى سبيل المثال، عندما يكون معامل قدرة نظام ما 68% فهذا يعني أن القدرة الفعالة التي يستفيد منها المستخدم هي 68% فقط، بينما باقي القدرة والتي تكون قيمتها 32% هي قدرة غير فعالة لا دور لها سوى توليد المجال المغناطيسي اللازم لعمل الأحمال الحثية.
القدرة غير الفعالة
القدرة غير الفعالة هي القدرة التي يستهلكها الحمل من دون أن تتحول إلى قدرة نافعة . مثل القدرة المستهلكة في مغنطة الملفات في المحركات الحثية هي قدرة غير فعالة لأن المحرك يستهلكها من دون أن تترجم إلى حركة، وهي حاصل ضرب الجهد في التيار في جيب الزاوية بين موجة الجهد وموجة التيار.
في دوائر التيار المستمر يكون للتيار والجهد نفس الطور وبالتالي تكون القدرة المتولدة ذات اتجاه واحد فقط وهي اتجاه القدرة الفعالة. بينما في دوائر التيار المتردد والتي تحتوي على مكثفاتوملفات يختلف طور الجهد عن طور التيار وبالتالي تكون القدرة المتولدة لها اتجاهين واحد للقدرة الفعالة والآخر للقدرة غير الفعالة.[6] ويتم استخدام المكثفات لتوليد القدرة غير الفعالة اللازمة للحمل , وهذه الطريقة لا توفر الطاقة لأن القدرة غير الفعالة لا تبذل شغل , ولكن تقوم بتقليل التيار المار في أبراج النقل.
بينما يتم استخدام الملفات لزيادة تدفق سيل التيار في دائرة الموصل. وتكون المعادلات كالتالي:
التحكم في القدرة غير الفعالة
تتطلب شبكات النقل التي تحتوي على مولدات تحسين القدرة غير الفعالة. فعلى سبيل المثال، في شبكة نقل المملكة المتحدة يتطلب الحفاظ على معامل القدرة بين 0.85 تابع إلى 0.90 سابق في حالة وجود مولدات طبقا لكود الشبكة. ويتم الحفاظ على توازن الطاقة وثبات الجهد طبقا للمعادلة التالية:
وللحفاظ على هذا التوازن يجب اتخاذ إجراءات حاسمة مثل تركيب مكثفات على التوازي، مفاعلات، ومحولات تثبت الفولتأمبير التفاعلي، واستخدام دوائر التحكم في الجهد.
حيث (V(t و(I(t هي قيم التيار والجهد في لحظة ما وتأتي من الموجات.
وهذا التعريف مفيد في كل الأوقات، حيث يتم استخدامه مع كل الموجات سواء كانت جيبية أم لا. ويستخدم خاصة مع الإلكترونيات الصناعية حيث الموجات غير الجيبية هي الشائعة.
وفي الحالة العامة، نهتم بدراسة متوسط القدرة الفاعلة خلال فترة زمنية معينة بكل أشكالها. سواء كانت في دوائر بتردد منخفض أو في دوائر ذات تردد عالي. وذلك من خلال المعادلات التالية: