Question Detail
Power factor is calculated by
Options
- Option A: $R/Z$
- Option B: $Z/R$
- Option C: $V/I$
- Option D: $V/Z$
Correct Answer
$R/Z$
Solution & Explanation
{"type":"technical","methodBadge":"Concept & Principle","explanation":"The power factor of an A.C. circuit is defined as the cosine of the phase angle difference between the voltage and current. In a series RLC circuit, it represents the ratio of the real power (resistance) to the apparent power (impedance).","workingPrinciple":"In an A.C. series circuit, the total impedance $Z$ is the vector sum of resistance $R$ and reactance $X$. The voltage leads or lags the current by an angle $\\phi$. Since $R$ is the base component of the impedance triangle and $Z$ is the hypotenuse, the power factor is given by the ratio $\\frac{R}{Z}$, which corresponds to $\\cos(\\phi)$.","diagramSvg":"RXZ\\phi","keyFormulas":["$PF = \\cos(\\phi) = \\frac{R}{Z}$ тАФ Power factor in terms of resistance and impedance","$Z = \\sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$ тАФ Total impedance in an RLC circuit"],"keyPoints":["Power factor is a dimensionless quantity ranging from 0 to 1.","A unity power factor ($PF=1$) occurs in purely resistive circuits where $\\phi = 0$.","Lagging power factor is associated with inductive loads, while leading is associated with capacitive loads.","Higher power factor minimizes current for a given power delivery, reducing $I^2R$ losses."],"advantages":["Reduced transmission line losses","Increased capacity of electrical supply equipment"],"disadvantages":["Requires reactive power compensation (capacitors)","Can lead to voltage instability if poorly managed"],"applications":["Industrial motor drives","Electrical power grid management"],"comparisonTable":[],"additionalInfo":["Option B ($Z/R$) is the secant of the phase angle.","Option C ($V/I$) represents the magnitude of the total impedance $Z$.","Option D ($V/Z$) is equivalent to the current $I$."],"answer":"A is correct тАФ Power factor is defined as the ratio of resistance to impedance (R/Z) in an AC series circuit.","correctedOptions":["$R/Z$","$Z/R$","$V/I$","$V/Z$"],"coreConcepts":["Impedance triangle","Phase angle $\\phi$","Real vs Apparent power"],"crossTopicTip":"Always remember that in an impedance triangle, resistance $R$ is the horizontal component and reactance $X$ is the vertical component; thus, $\\cos(\\phi)$ is always $R/Z$."}
Question (Hindi)
рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░ (Power factor) рдХреА рдЧрдгрдирд╛ рдХрд┐рд╕рдХреЗ рджреНрд╡рд╛рд░рд╛ рдХреА рдЬрд╛рддреА рд╣реИ?
Options (Hindi)
- Option A: $R/Z$
- Option B: $Z/R$
- Option C: $V/I$
- Option D: $V/Z$
Solution & Explanation (Hindi)
{"type":"technical","methodBadge":"рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛ рдФрд░ рд╕рд┐рджреНрдзрд╛рдВрдд","explanation":"рдПрдХ A.C. рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдХрд╛ рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░ рд╡реЛрд▓реНрдЯреЗрдЬ рдФрд░ рдХрд░рдВрдЯ рдХреЗ рдмреАрдЪ рдлреЗрдЬ рдХреЛрдг (phase angle) рдХреЗ рдЕрдВрддрд░ рдХреЗ рдХреЛрд╕рд╛рдЗрди (cosine) рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рдПрдХ рд╕реАрд░реАрдЬ RLC рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдореЗрдВ, рдпрд╣ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рд╢рдХреНрддрд┐ (рдкреНрд░рддрд┐рд░реЛрдз) рдФрд░ рдЖрднрд╛рд╕реА рд╢рдХреНрддрд┐ (рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕) рдХреЗ рдЕрдиреБрдкрд╛рдд рдХреЛ рджрд░реНрд╢рд╛рддрд╛ рд╣реИред","workingPrinciple":"рдПрдХ A.C. рд╕реАрд░реАрдЬ рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдореЗрдВ, рдХреБрд▓ рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕ $Z$, рдкреНрд░рддрд┐рд░реЛрдз $R$ рдФрд░ рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ $X$ рдХрд╛ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдпреЛрдЧ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рд╡реЛрд▓реНрдЯреЗрдЬ, рдХрд░рдВрдЯ рд╕реЗ $\\phi$ рдХреЛрдг рд╕реЗ рдЖрдЧреЗ рдпрд╛ рдкреАрдЫреЗ (lead or lag) рд░рд╣рддрд╛ рд╣реИред рдЪреВрдБрдХрд┐ $R$ рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕ рддреНрд░рд┐рднреБрдЬ рдХрд╛ рдЖрдзрд╛рд░ рд╣реИ рдФрд░ $Z$ рдХрд░реНрдг рд╣реИ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░ $\\frac{R}{Z}$ рдХреЗ рдЕрдиреБрдкрд╛рдд рджреНрд╡рд╛рд░рд╛ рджрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рдЬреЛ $\\cos(\\phi)$ рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред","diagramSvg":"RXZ\\phi","keyFormulas":["$PF = \\cos(\\phi) = \\frac{R}{Z}$ тАФ рдкреНрд░рддрд┐рд░реЛрдз рдФрд░ рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕ рдХреЗ рд╕рдВрджрд░реНрдн рдореЗрдВ рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░","$Z = \\sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$ тАФ RLC рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдореЗрдВ рдХреБрд▓ рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕"],"keyPoints":["рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░ рдПрдХ рд╡рд┐рдорд╛рд╣реАрди (dimensionless) рд░рд╛рд╢рд┐ рд╣реИ рдЬреЛ 0 рд╕реЗ 1 рдХреЗ рдмреАрдЪ рд╣реЛрддреА рд╣реИред","рдЗрдХрд╛рдИ рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░ ($PF=1$) рдкреВрд░реА рддрд░рд╣ рд╕реЗ рдкреНрд░рддрд┐рд░реЛрдзреА (resistive) рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдореЗрдВ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ рдЬрд╣рд╛рдБ $\\phi = 0$ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред","рд▓реИрдЧрд┐рдВрдЧ (Lagging) рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░ рдЗрдВрдбрдХреНрдЯрд┐рд╡ рд▓реЛрдб рд╕реЗ рдЬреБрдбрд╝рд╛ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рдЬрдмрдХрд┐ рд▓реАрдбрд┐рдВрдЧ (Leading) рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯрд┐рд╡ рд▓реЛрдб рд╕реЗ рдЬреБрдбрд╝рд╛ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред","рдЙрдЪреНрдЪ рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░ рджреА рдЧрдИ рд╢рдХреНрддрд┐ рд╡рд┐рддрд░рдг рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдХрд░рдВрдЯ рдХреЛ рдХрдо рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ $I^2R$ рд╣рд╛рдирд┐ рдХрдо рд╣реЛ рдЬрд╛рддреА рд╣реИред"],"advantages":["рдЯреНрд░рд╛рдВрд╕рдорд┐рд╢рди рд▓рд╛рдЗрди рдХреА рд╣рд╛рдирд┐ рдореЗрдВ рдХрдореА","рд╡рд┐рджреНрдпреБрдд рдЖрдкреВрд░реНрддрд┐ рдЙрдкрдХрд░рдгреЛрдВ рдХреА рдХреНрд╖рдорддрд╛ рдореЗрдВ рд╡реГрджреНрдзрд┐"],"disadvantages":["рд░рд┐рдПрдХреНрдЯрд┐рд╡ рдкрд╛рд╡рд░ рдХреНрд╖рддрд┐рдкреВрд░реНрддрд┐ (рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯрд░) рдХреА рдЖрд╡рд╢реНрдпрдХрддрд╛ рд╣реЛрддреА рд╣реИ","рдЦрд░рд╛рдм рдкреНрд░рдмрдВрдзрди рд╣реЛрдиреЗ рдкрд░ рд╡реЛрд▓реНрдЯреЗрдЬ рдЕрд╕реНрдерд┐рд░рддрд╛ рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИ"],"applications":["рдФрджреНрдпреЛрдЧрд┐рдХ рдореЛрдЯрд░ рдбреНрд░рд╛рдЗрд╡","рд╡рд┐рджреНрдпреБрдд рдкрд╛рд╡рд░ рдЧреНрд░рд┐рдб рдкреНрд░рдмрдВрдзрди"],"comparisonTable":[],"additionalInfo":["рд╡рд┐рдХрд▓реНрдк B ($Z/R$) рдлреЗрдЬ рдХреЛрдг рдХрд╛ рд╕реЗрдХреЗрдВрдЯ (secant) рд╣реИред","рд╡рд┐рдХрд▓реНрдк C ($V/I$) рдХреБрд▓ рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕ $Z$ рдХрд╛ рдкрд░рд┐рдорд╛рдг рджрд░реНрд╢рд╛рддрд╛ рд╣реИред","рд╡рд┐рдХрд▓реНрдк D ($V/Z$) рдХрд░рдВрдЯ $I$ рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рд╣реИред"],"answer":"A рд╕рд╣реА рд╣реИ тАФ рдкрд╛рд╡рд░ рдлреИрдХреНрдЯрд░ рдХреЛ рдПрдХ AC рд╕реАрд░реАрдЬ рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдореЗрдВ рдкреНрд░рддрд┐рд░реЛрдз рдФрд░ рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕ рдХреЗ рдЕрдиреБрдкрд╛рдд (R/Z) рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рд╣реИред","correctedOptions":["$R/Z$","$Z/R$","$V/I$","$V/Z$"],"coreConcepts":["рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕ рддреНрд░рд┐рднреБрдЬ","рдлреЗрдЬ рдХреЛрдг $\\phi$","рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рдмрдирд╛рдо рдЖрднрд╛рд╕реА рд╢рдХреНрддрд┐"],"crossTopicTip":"рд╣рдореЗрд╢рд╛ рдпрд╛рдж рд░рдЦреЗрдВ рдХрд┐ рдЗрдореНрдкреАрдбреЗрдВрд╕ рддреНрд░рд┐рднреБрдЬ рдореЗрдВ, рдкреНрд░рддрд┐рд░реЛрдз $R$ рдХреНрд╖реИрддрд┐рдЬ рдШрдЯрдХ рд╣реИ рдФрд░ рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ $X$ рд▓рдВрдмрд╡рдд рдШрдЯрдХ рд╣реИ; рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, $\\cos(\\phi)$ рд╣рдореЗрд╢рд╛ $R/Z$ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред"}