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[行业] 有功功率,无功功率和视在功率的关系,你真的搞明白了吗?

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阿谢克那·李 发表于 2019-5-31 08:41:20 | 查看全部 阅读模式

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有功功率、无功功率和视在功率该怎么计算?它们有什么关系?



有功功率:在交流电路中,每个瞬时的有功功率是不同的,且不断变化,一般用平均有功功率(一个周期内功率的平均值)来度量电路中消耗能量的情况。


对于单相交流电路,计算公式为:P=UIcosΦ


式中:

P—有功功率(瓦)      

U—交流电压有效值(伏)

I— 交流电流有效值(安)         

cosΦ—负载的功率因数。  

有功功率的单位是瓦(W)或千瓦(KW)、兆瓦(MW)。

QQ图片20190531083803.png

当负载为纯电阻时,电压与电流相位相同,Φ=0°,cosΦ=1,电阻消耗的功率全部是有功功率(P=UI)。


当负载是纯电感或纯电容时,电压和电流的相位差Φ=90°,cosΦ=0,有功功率P=0,所以纯电感或纯电容负载是不消耗有功功率的。


无功功率:为了衡量交换能量的情况,人们用能量交换过程中功率的最大值(即瞬时功率的最大值)来表示无功功率。


根据公式推导,无功功率Q的计算公式为:Q=UIsinΦ


式中:sinΦ—交流电压与电流相位差的正弦值。

无功功率的单位是乏(var)或千乏(Kvar)、兆乏(Mvar)。


当负载为纯电感或纯电容时,Φ=90°,sinΦ=1,所以Q=UI,即只有无功功率而不消耗有功。当负载为纯电阻时,Φ=0°,sinΦ=0,所以Q=0,即只消耗有功功率而不需要无功。

QQ图片20190531083812.png

QQ图片20190531083820.png

视在功率:在一般交流电路中,输送的电功率中即有有功成分,又有无功成分,因此其电压有效值与电流有效值的乘积,即不是有功功率,也不是无功功率,而是它们的合成量,这个合成量就叫视在功率,用字母S表示

S=UI


视在功率的单位为伏安(VA),或千伏安(KVA)、兆伏安(MVA)。

交流发电设备都是按照规定的电压和电流进行设计和使用的,所以有时用视在功率表示设备的容量是比较方便的,例如变压器的容量就是指它的视在功率。

QQ图片20190531083756.png

视在功率S、有功功率P、无功功率Q三者之间的数量关系,恰好相当于直角三角形的三边关系,S相当于斜边,P和Q相当于两条直角边,称为功率三角形。



其换算公式如下:
S2=Q2+P2

cosΦ=P/S由此可见功率因数cosΦ可以定义为负载消耗的有功功率与其视在功率的比值,它表征了负载消耗的有功功率在视在功率中所占比例。


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