万花 坚果:功率因数

1.视在功率　　在电工技术中，将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积，称为视在功率（apparent power），记为S=UI。 　　显然，只有单口网络完全由电阻混联而成时，视在功率才等于平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。 　　为以示区别，视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA）或千伏安（KVA）为单位。有功功率 (active power) 　　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。 　　电力系统频率与有功功率的关系:频率、电压是电网电能质量的二大指标。频率变化原因：负荷变动导致有功功率的不平衡。变化过程：负荷变化→发电机转速变化→频率变化→负荷的调节效应→新频率下达到平衡。消除偏移：原动机输入功率大小随负荷变动而改变。  2.功率因数　　在正弦交流电路中，有功功率一般小于视在功率，也就是说视在功率上打一个折扣才能等于平均功率，这个折扣就是Cosφ，称为功率因数（power factor），用 Cosφ表示。 　　由于是单口网络端钮电压与电流间的相位差角，故φ往往称之为功率因数角。 　　视在功率是怎样计算出来的： 　　KVA是设备的输出容量，单位是VA或KVA． 　　既是该设备的视在功率S,三相视在功率计算公式为S= 3Up×Ip，单位是：VA或KVA。 　　三相电路的有功功率等于各相功率之和。 　　三相有功功率各相有功功率分别为Pa=Ua×Ia×COSΦa Pb=Ub×Ib×COSΦb Pc=Uc×Ic×COSΦc 三相有功功率为P=Pa+Pb+Pc=Ua×Ia×COSΦa+Ub×Ib×COSΦb+Uc×Ic×COSΦc 　　三相负载对称时：P=3U×I×COSΦ单位是W或KW 　　交流纯电阻电路的功率计算如下：电阻消耗的功率在任一瞬时都是正值，即在任一时刻都向电源吸取电能，一周期内瞬时的平均值称为平均功率，又称有功功率，用P表示，单位为W，它等于电压的有效值和电流的有效值的乘积即：P==UI=I平方×R=U平方\R . 　　实例： 1）假设已知用电器的电压是220V，电流是0.5A，求用电器的功率？应用公式：P=UI，220V×0.5A=110W。答：用电器的功率是：110W。2）假设已知三相高压电力变压器的视在功率是：800KVA，求此变压器可承载多大负载？KVA×COSΦ=800KVA×0.8=640KW。答：三相高压电力变压器的视在功率是800KVA时可承载640KW的用电负载 。

3.视在功率的意义

　　由于视在功率等于网络端钮处电流、电压有效值的乘积，而有效值能客观地反映正弦量的大小和他的做功能力，因此这两个量的乘积反映了为确保网络能正常工作，外电路需传给网络的能量或该网络的容量。 　　由于网络中既存在电阻这样的耗能元件，又存在电感、电容这样的储能元件，所以，外电路必须提供其正常工作所需的功率，即平均功率或有功功率，同时应有一部分能量被贮存在电感、电容等元件中。这就是视在功率大于平均功率的原因。只有这样网络或设备才能正常工作。若按平均功率给网络提供电能是不能保证其正常工作的。 　　因此，在实际中，通常是用额定电压和额定电流来设计和使用用电设备的，用视在功率来标示它的容量。 　　另外，由于电感、电容等元件在一段时间之内储存的能量将分别在其它时间段内释放掉，这部分能量可能会被电阻所吸收，也可能会提供给外电路。所以，我们看到单口网络的瞬时功率有时为正有时为负。 　　在交流电路中，我们将正弦交流电电路中电压有效值与电流有效值的乘积称为视在功率，即S=UI视在功率不表示交流电路实际消耗的功率，只表示电路可能提供的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率。 　　在整个RLC串联电路中吸收的瞬时功率为;P=Pr+Pc+Pl 　　=RI平方[1+cos(2wt)]-(wl-1/wc)I平方sin(2wt) 　　它是一个频率为正弦电流或电压频率2倍的非正弦周期量。第一项始终是大于或等于零。是瞬时功率的不可逆部分，为电路所吸收的功率，不再返回外部电路。第二项表明，电感和电容的瞬时功率反相，在能量交换过程中，彼此互补，电感吸收或释放能量时。恰好是电容释放或吸收能量。彼此互补后的不足部分由外部电路补充，可通过一端口的U.I &z从如下几个方面反映正弦稳态电路的功率状态。 　　1，有功功率P P=UIcos&z ,表示实际吸收的功率。单位用瓦特表示 　　2,无功功率Q Q=UIsin&z此能量在往复交换的过程中，没有消耗掉。单位用VAR表示 　　3，视在功率S S=UI 　　4,&z称为功率因数角。是电压超前电流的相位差。