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有功功率和无功功率与视在功率的关系及计算公式

2015-09-13 09:42:23 水阻柜网 阅读

       在电力系统中,我们经常用到有功功率和无功功率,那么什么是有功功率和无功功率呢?

有功功率
    电能用于做功被消耗,它们转化为热能、光能、机械能或化学能等,称为有功功率;又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值,功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,它是指在电路中电阻部分所消耗的功率,以字母P表示,单位瓦特。

无功功率    
       许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,因此,所谓的"无功"并不是"无用"的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。 
       
在R、L串联电路中,电路的有功功率等于总电压有效值U与电流有效值I的乘积再乘以功率因数COS∮。即P=UI COS∮

电路中的无功功率等于感抗压降有效值UL与电流有效值I的乘积,即QL=ULI

在电阻电路中,电源输出的能量全部被电阻消耗,也就是是说,电阻吸收有功功率。在电感电路中,电感不消耗能量,在电感和电源之间进行着能量互换,即电感吸收无功功率。因此,在电阻和电感串联的电路中,既有能量的消耗又有能量的转换,既有功功率,又有无功功率。

有功功率P的单位是瓦(W)或千瓦(KW)

无功功率QL的单位乏(Var)或者千乏(KVar)

       上面我们说了有功功率和无功功率,但是在R、L串联电路中,总电压的有效值U与总电流的有效值I的乘积,既不是有功功率,也不是无功功率。我们把它叫做视在功率,用符号S表示S=UI

       为了与有功功率和无功功率相区别,视在功率用伏安(VA)或千伏安(KVA)做单位。交流发电设备都是按照规定的额定电压和电流来设计和使用的,所以用视在功率表明设备的容量是比较方便的。一般所说的发电机变压器的容量,就是指它们的视在功率说的,例如变压器的额定容量为1600千伏安。那么视在功率、有功功率和无功功率之间有什么关系呢?

 

视在功率、有功功率和无功功率之间关系

       由三者的公式可以推算出,S、P、QL之间的关系可以用一个直角三角形来表示,叫做功率三角形,如下图

 

功率三角形

 

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       上图中的¢角是R、L电路中以,总电压与电流之间的相位差,又是功率三角形中视在功率S与有功功率P之间的夹角,因此,在R、L串联电路中,也可以从功率三角形中求得总电压与电流之间的相位差。视在功率、有功功率和无功功率虽然都叫做功率,但三者之间所代表的意义不同,所以采用了不同的单位。

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