有功功率与无功功率

2023-04-20 07:03:19   第一文档网     [ 字体: ] [ 阅读: ] [ 文档下载 ]
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功率,无功,有功

什么是有功功率?

有功功率(P)是指保持设备运行所需要的电功率,也就是将电能转化为其它形式的能量(机械能,光能,热能等)的电功率。 比如:5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能,带动水泵抽水或脱粒机脱粒。 什么是无功功率?

无功功率比较抽象,它主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换,在电气设备(电路系统)中建立和维护磁场的功率,不表现对外做功。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。

比如:40瓦的日光灯,除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外,还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。



为什么功率分有功功率与无功功率? 请查看下表:



从表中可以看出,电路中仅有电阻,电压与电流是不会有相位差,有功功率即为全功率。但是,实际的用电设备中,还存在着电感、电容元件,使得电压与电流有相位差,从而有有功与无功之分。 其计算公式如下:



有功功率与无功功率的关系

电机运行时所需的旋转磁场,就是靠无功功率来建立和维护的。有了旋转的磁场,才能使转子转动,带动机械的运行,从而实现电能转换为机械能。

变压器的工作也需要无功功率,使一次线圈产生磁场,二次线圈感应出电压。 举一个简单的例子说明:

把有功看作面粉,把无功看作水。




通过水的帮助,面粉转化成各种各样的食物。



类似的,有功无功的帮助下,进行做功完成能量的转化。 有功与无功,缺一不可

凡是有电磁线圈的电气设备运行时都需要建立磁场,而建立及维护磁场消耗的能量都来自无功功率。

没有无功功率电机不能转动、变压器不能运行、电抗器不能工作、继电器不会动作,所有设备中的磁场无法建立,电气设备也就不会运行。

因此供电系统中除了对用户提供有功功率,还要提供无功功率,两者缺一不可,否则电气设备将无法运行。

什么是有功功率、无功功率无功功率、视在功率及功率三角形?三相电路的功率如何计算?

一、有功功率

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,简称“有功”,用“P”表示,单位是瓦(W)或千瓦(KW

它反映了交流电源在电阻元件上做功的能力大小,或单位时间内转变为其它能量形式的电能数值。实际上它是交流电在一个周期内瞬时转变为其他能量形式的电能数值。实际上它是交流电在一个周期内瞬时功率的平均值,故又称平均功率。它的大小等于瞬时功率最大值的1/2,就是等于电阻元件两端电压有效值与通过电阻元件中电流有效值的乘积。 二、无功功率

在交流电路中,凡是具有电感性或电容性的元件,在通过后便会建立起电感线圈的磁场或电容器极板间的电场。因此,在交流电每个周期内的上半部分(瞬时功率为正值)时间内,它们将会从电源吸收能量用建立磁场或电场;而下半部分(瞬时功率为负值)的时间内,其建立的磁场或电场能量又返回电源。因此,在整个周期内这种功率的平均值等于零。就是说,电源的能量与磁场能量或电场能量在进行着可逆的能量转换,而并不消耗功率。

为了反映以上事实并加以表示,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,简称“无功”Q表示。单位是乏(Var)或千乏(KVar)

无功功率是交流电路中由于电抗性元件(指纯电感或纯电容)的存在,而进行可逆性转换的那部分电功率,它表达了交流电源能量与磁场或电场能量交换的最大速率。

实际工作中,凡是有线圈和铁芯的感性负载,它们在工作时建立磁场所消耗的功率 即为无功功率。如果没有无功功率,电动机和变压器就不能建立工作磁场。 三、视在功率

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的乘积。视在功率用S表示。单位为伏安(VA)或千伏安(KVA。它通常用来表示交流电源设备(如变压器)的容量大小。

视在功率即不等于有功功率,又不等于无功功率,但它既包括有功功率,又包括无功功率。能否使视在功率100KVA的变压器输出100KW的有功功率,主要取决于负载的功率因数。


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