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有功功率、无功功率、视在功率三者的关系

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楼主
发表于 2019-11-24 09:57:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
1、有功功率(也叫平均功率) 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,对电动机来说是指它的出力,在交流电路中,凡是消耗在电阻元件上、功率不可逆转换的那部分功率(如转变为热能、光能或机械能)称为有功功率;其物理意义是指电路中电阻部分所消耗的功率 用以区分电路中,由于电容,电感等,可能产生的电磁场(无功功率)等消耗的功率。 有功功率就是瞬时功率的平均值,也就是瞬时功率公式的第一部分,电压电流相位完全相同时,电能完全是有功;(对于直流电来说电压与电流是同步的。所以对于直流电只存在有功功率。)。
2、无功功率 将电感或电容元件与交流电源往复交换的功率称之为无功功率。 有功功率反映的是电路消耗的功率,而无功功率反映的是电路储能元件的能量交换情况,它等于能量变换的最大功率,许多用电设备(如配电变压器、电动机等)均是根据电磁感应原理工作的(即电生磁,磁生电),它们电感线圈或电容为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,无功的实质作用是建立一个交变的电磁场!;如果没有无功功率,电动机和变压器就不能建立工作磁场,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。。如果电路中存在大量的感性负载,感抗有阻碍电流变化的性质,它使电流的相位比电压的相位滞后90°;而容抗却有与其相反的性质,它使电流的相位比电压超前90°电感元件和电容元件都是储能元件,它们与电源之间进行能量互换是工作所需,但对储能元件本身来说,并没有消耗能量,所以我们把它叫做无功。无功功率的判定方法就是流过原件的电压和电流的相角。
值得注意的是,如果无用功过大(即UI矢量角过分接近90度),会导致用电器能量利用率底下,所回输到国家电网的杂波会扰乱原有波形,严重的情况下将导致事故,所以通常情况下会对含容或者含感电路进行处理,用电容和电感匹配用电器,使其相对电网来说是一个纯阻性器件。
3、视在功率 是电源为负载提供的所有能量(含消耗的和转化的)。即:交流电源所能提供的总功率,称之为视在功率或表现功率,在数值上是 交流电路中电压与电流有效值的乘积。视在功率并不代表用电器真正消耗的功率,但是它代表了一种能量之间的交换关系,也是衡量用电器最大负荷,承受能力的指标之一
有功功率和无功功率构成一个直角三角形,我们称为功率三角形,三者之间的 关系式: S=P^2+Q^2 ,COSφ=P/S,COSφ为功率因数,φ为相位角。
功率的标称:1.有功功率:以千瓦(kW)为单位,用P表示;2.无功功率:单位是乏(Var)或千乏(KVar),用Q表示。3..视在功率以千伏安(kVA)为单位的是S表示。
U为线电压,I为线电流, φ相电压与相电流的相位差,当三相电路对称时,则各相负载的有功功率相等:
有功:P= 1.732UIcosφ
无功:Q= 1.732UIsinφ
视在:S= 1.732UI
视在功率=(有功功率的平方+无功功率的平方)开根号,即: S=P^2+Q^2
视在功率 S=3UφIφ=√3UI
有功功率=视在功率×功率因数
有功功率 P=3UφIφCOSφ=√3UICOSφ
( COSφ=P/S,COSφ为功率因数)
总结:
有功:将电能转化为机械能or热能,我们能够直观的感受到;
无功:将电能转化为电磁能,储存在电抗器or电容器中,或者消散在电介质中。

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沙发
发表于 2020-12-26 17:34:55 | 只看该作者
视在功率和额定功率的主要区别是:特定功率和限定功率的区别。
视在功率是指加载在负载上的电压和电流的积。这个电压和电流通常是没有限定的,加了多少,算多少。比如,一个灯泡,加了150伏电压,电流1安培,那么其视在功率就是150X1=150(W)。也可以加200伏,电流0.75安,功率约等于156瓦。即实际加了多少电压、电流,叫视在电压、电流。其积的功率,就叫视在功率。由于,所加电压、电流,不受限定,所以对应其功率是变化的,特定的。
       额定功率,是指加载在负载上的电压、电流值是额定的,所以,得出的功率值是额定的。比如还是这个灯泡,所加额定电压是220V,额定电流是0.7A,得到的额定功率是154W。所以,额定的意思也就是限定、指定的意思。

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