功率单位中,有功功率和无功功率各代表什么?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-07

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,有功功率的符号用P表示,单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)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;各种照明设备将电能转换为光能,供人们生活和工作照明。

无功功率----在具有电感和电容的交流电路里,由于电感或电容的特性,造成电压和电流的相角不一致(电感元件电流滞后电压90度,电容元件电流超前电压90度),这些元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场(或电场)的能量存起来,在另半周期的时间里对已存的磁场(或电场)能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换,并没有真正消耗能量。我们把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率。用字母Q表示,单位为乏(Var)或千乏(kVar)。

无功功率是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。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。由于它不对外做功,才被称之为“无功”。无功功率决不是无用功率,它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场,使转子转动,从而带动机械运动,电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率,才能使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器也不能变压,交流接触器不会吸合。为了形象地说明这个问题,现举一个例子:农村修水利需要开挖土方运土,运土时用竹筐装满土,挑走的土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是无功功率,竹筐并不是没用,没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?

无功功率对供、用电产生一定的不良影响,主要表现在:
(1)降低发电机有功功率的输出。
(2)降低输、变电设备的供电能力。
(3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。
(4)造成低功率因数运行和电压下降,使电气设备容量得不到充分发挥。
从发电机和高压输电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。

视在功率:----在具有电阻和电抗的电路内,电压与电流的乘积叫做视在功率,以字母S或符号Ps表示,单位为千伏安(kVA)。

视在功率S与有功功率P、无功功率Q的计算公式为:


功率因数
电网中的电力负荷如电动机、变压器等,属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差,通常用相位角φ的余弦cosφ来表示。cosφ称为功率因数,又叫力率。功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。三相功率因数的计算公式为: 

式中cosφ——功率因数;
P——有功功率,kW;
Q——无功功率,kVar;
S——视在功率,kV。A;
U——用电设备的额定电压,V;
I——用电设备的运行电流,A。
功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。
(1)自然功率因数:是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数,或者说用电设备本身所具有的功率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质,电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高,等于1,而电感性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比较低,都小于1。
(2)瞬时功率因数:是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。
(3)加权平均功率因数:是指在一定时间段内功率因数的平均值,其计算公式为: 

提高功率因数的方法有两种,一种是改善自然功率因数,另一种是安装人工补偿装置。



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)。    

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。

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。

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。



有功功率(平均功率)是指将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。
无功功率是指电器消耗但未转换成所需能量的功率。在具有电抗的交流电路中,电场或磁场在一周期的一部分时间内从电源吸收能量,另一部分时间则释放能量,在整个周期内平均功率是零,但能量在电源和电抗元件(电容、电感)之间不停地交换。 交换率的最大值即为“无功功率”。

  • 功率单位中,有功功率和无功功率各代表什么?
    答: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,有功功率的符号用P表示,单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能...
  • 视在功率、有功功率、无功功率各代表什么意义?
    答:视在功率表示交流电器设备容量的量。等于电压有效值和电流有效值的乘积。它乘以功率因数等于有功功率。2、有功功率单位为瓦、千瓦。有功功率表示单位时间内实际发出或消耗的交流电能量,是周期内的平均功率。单相电路中等于电压有效值、电流有效值和功率因数的乘积。3、无功功率单位为Var、KVar。单相交流电路...
  • 有功功率、视在功率和无功功率各是什么单位的?
    答:有功功率的单位是瓦(W)或千瓦(KW)、兆瓦(MW)。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:...
  • 视在功率的单位是VA 有功功率的单位是W 无功功率的单位是var 请问他们...
    答:一、概念不同 1、有功功率:即负载实际消耗的功率,单位是瓦(W)或千瓦(kW),用P表示。2、无功功率:即电源和负载之间只进行“电---磁”能量的转换不消耗功率,单位是乏(Var)或千乏(KVar),用Q表示.3、视在功率:即交流电压与电流有效值的乘积,它是有功功率和无功功率的向量和,单位是...
  • 有功功率、无功功率、视在功率三者之间的关系是怎样的?计算公式是...
    答:有功功率P的单位是千瓦(KW),无功功率Q的单位是千乏(Kvar),而视在功率S的单位是千伏安(KVA)。功率因数cosΦ定义为负载消耗的有功功率与视在功率的比值,它表示了有功功率在视在功率中所占的比例。在RLC串联电路中,总的瞬时功率是各元件瞬时功率之和。对于一个RLC电路,如果假设XL(电感的...
  • 有功功率、无功功率与视在功率各是什么??
    答:视在功率(S)、有功功率(P)及无功功率(Q)之间的关系,可以用功率三角形来表示,如下图所示。它是一个直角三角形,两直角边分别为Q与P,斜边为S。S与P之间的夹角Ф为功率因数角,它反映了该交流电路中电压与电流之间的相位差(角)。S=(KVA)全功率(视在功率)、P=(KW)有功功率、Q=(...
  • p、 q、 s、 s有什么关系?
    答:P、Q、S在电工中都是功率的意思,但含义各不相同:P表示有功功率,是实实在在被消耗的功率,单位是瓦(W)。Q为无功功率,表示电感或电容这些储能元件所占用的功率,它没被消耗只是占用,单位是乏(Var)。S代表视在功率,也就是电源所提供的容量,它为有功功率和无功功率相量叠加,单位是伏安(...
  • 什么是有功功率?什么是无功功率?有何区别
    答:视在功率、有功功率、无功功率的意义 1、视在功率 视在功率(apparent power)在电工技术中是指将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积。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...
  • 视在功率有功功率无功功率的物理意义视在功率有功功率无功功率
    答:24、视在功率:---在具有电阻和电抗的电路内,电压与电流的乘积叫做视在功率,以字母S或符号Ps表示,单位为千伏安(kVA)。25、视在功率S与有功功率P、无功功率Q的计算公式为:功率因数电网中的电力负荷如电动机、变压器等,属于既有电阻又有电感的电感性负载。26、电感性负载的电压和电流的相量间...
  • 有功功率、无功功率、视在功率的关系是怎样的?
    答:视在功率公式:S=(KVA),有功功率公式:P=(KW),无功功率公式:Q=(Kva)。1、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。2、有功功率:在交流电路中,每个瞬时的有功功率是不同的,且...