真功率、反应功率和视在功率
无功功率
我们知道电感器和电容器等无功负载消耗零功率,但它们降低电压和汲取电流的事实给人一种虚假的印象,即它们实际上做到 耗散功率。
这种“幻象电源”称为无功功率 ,它以一个名为 Volt-Amps-Reactive 的单位来衡量 (VAR),而不是瓦特。
无功功率的数学符号(不幸的是)是大写字母 Q。
真正的力量
电路中实际使用或耗散的功率称为真功率 , 以瓦特为单位(一如既往地用大写字母 P 表示)。
视在功率
无功功率和有功功率的组合称为视在功率 ,它是电路电压和电流的乘积,与相位角无关。
视在功率以伏安为单位测量 (VA) 并以大写字母 S 表示。
计算无功功率、真实功率或视在功率
通常,真实功率是电路耗散元件(通常是电阻 (R))的函数。无功功率是电路电抗 (X) 的函数。
视在功率是电路总阻抗 (Z) 的函数。由于我们正在处理用于功率计算的标量,因此任何复杂的起始量(例如电压、电流和阻抗)都必须由它们的极坐标量表示 ,不是由实部或虚部矩形分量。
例如,如果我根据电流和电阻计算真实功率,我必须使用电流的极值,而不仅仅是电流的“实部”或“虚部”。
如果我根据电压和阻抗计算视在功率,则必须将这两个以前的复数减少到它们的极坐标值以进行标量运算。
使用标量的方程
有几个功率方程将三种类型的功率与电阻、电抗和阻抗相关联(均使用标量):
请注意,计算有功功率和无功功率各有两个公式。
有三个公式可用于计算视在功率,P=IE 仅有用 为此目的。
检查以下电路,看看这三种类型的电源如何相互关联:纯电阻负载、纯电抗负载和电阻/电抗负载。
仅阻性负载
纯阻性负载的有功功率、无功功率和视在功率。
仅无功负载
纯无功负载的有功功率、无功功率和视在功率。
阻性/无功负载
电阻/无功负载的有功功率、无功功率和视在功率。
权力三角
这三种类型的功率——真功率、无功功率和视在功率——以三角函数的形式相互关联。我们称之为力量三角 :(下图)。
将视在功率与有功功率和无功功率联系起来的功率三角形。
使用三角学定律,我们可以求解任何边的长度(任何类型的幂的量),给定另外两条边的长度,或者一条边的长度和一个角。
评论:
- 负载消耗的功率称为真实功率 .真功率用字母 P 表示,单位为瓦特 (W)。
- 由于其无功特性,仅在负载中吸收和返回的功率称为无功功率 .无功功率用字母 Q 表示,以伏特-安培-无功 (VAR) 为单位。
- 交流电路中耗散和吸收/返回的总功率称为视在功率 .视在功率由字母 S 表示,单位为伏安 (VA)。
- 这三种幂在三角函数上相互关联。在直角三角形中,P =相邻长度,Q =相对长度,S =斜边长度。对角等于电路的阻抗 (Z) 相角。
相关工作表:
- 交流电源工作表
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