有功功率:在交流電路中,每個(gè)瞬時(shí)的有功功率是不同的,且不斷變化,一般用平均有功功率(一個(gè)周期內(nèi)功率的平均值)來(lái)度量電路中消耗能量的情況。對(duì)于單相交流電路,計(jì)算公式為:
P=UIcosΦ
式中:
P—有功功率(瓦)
U—交流電壓有效值(伏)
I— 交流電流有效值(安)
cosΦ—負(fù)載的功率因數(shù)。
有功功率的單位是瓦(W)或千瓦(KW)、兆瓦(MW)。
當(dāng)負(fù)載為純電阻時(shí),電壓與電流相位相同,Φ=0°,cosΦ=1,電阻消耗的功率全部是有功功率(P=UI)。
當(dāng)負(fù)載是純電感或純電容時(shí),電壓和電流的相位差Φ=90°,cosΦ=0,有功功率P=0,所以純電感或純電容負(fù)載是不消耗有功功率的。
無(wú)功功率:為了衡量交換能量的情況,人們用能量交換過(guò)程中功率的最大值(即瞬時(shí)功率的最大值)來(lái)表示無(wú)功功率。根據(jù)公式推導(dǎo),無(wú)功功率Q的計(jì)算公式為:
Q=UIsinΦ
式中:sinΦ—交流電壓與電流相位差的正弦值。
無(wú)功功率的單位是乏(var)或千乏(Kvar)、兆乏(Mvar)。
當(dāng)負(fù)載為純電感或純電容時(shí),Φ=90°,sinΦ=1,所以Q=UI,即只有無(wú)功功率而不消耗有功。當(dāng)負(fù)載為純電阻時(shí),Φ=0°,sinΦ=0,所以Q=0,即只消耗有功功率而不需要無(wú)功。
視在功率:在一般交流電路中,輸送的電功率中即有有功成分,又有無(wú)功成分,因此其電壓有效值與電流有效值的乘積,即不是有功功率,也不是無(wú)功功率,而是它們的合成量,這個(gè)合成量就叫視在功率,用字母S表示
S=UI
視在功率的單位為伏安(VA),或千伏安(KVA)、兆伏安(MVA)。
交流發(fā)電設(shè)備都是按照規(guī)定的電壓和電流進(jìn)行設(shè)計(jì)和使用的,所以有時(shí)用視在功率表示設(shè)備的容量是比較方便的,例如變壓器的容量就是指它的視在功率。
視在功率S、有功功率P、無(wú)功功率Q三者之間的數(shù)量關(guān)系,恰好相當(dāng)于直角三角形的三邊關(guān)系,S相當(dāng)于斜邊,P和Q相當(dāng)于兩條直角邊,稱為功率三角形。
其換算公式如下:
S2=Q2+P2
cosΦ=P/S由此可見(jiàn)功率因數(shù)cosΦ可以定義為負(fù)載消耗的有功功率與其視在功率的比值,它表征了負(fù)載消耗的有功功率在視在功率中所占比例。