交流电功率:修订间差异
第9行: | 第9行: | ||
对一个线性负载而言,电路中[[电压]]与[[电流]]都是遵循相同规律变化的,例如都按照[[正弦波]]变化。如果负载是纯[[电阻]]的话,电路中电压与电流会在相同的时间改变各自的[[极性]],电压与电流的乘积永远都是大于或等于0的,表示能量的流动方向不会逆转。此时电路上只有实际功率流动。 |
对一个线性负载而言,电路中[[电压]]与[[电流]]都是遵循相同规律变化的,例如都按照[[正弦波]]变化。如果负载是纯[[电阻]]的话,电路中电压与电流会在相同的时间改变各自的[[极性]],电压与电流的乘积永远都是大于或等于0的,表示能量的流动方向不会逆转。此时电路上只有实际功率流动。 |
||
而如果负载是纯电抗的话,电路中的电流与电压会出现90度的[[相位]]差。这样一来,在交流电的每个周期内,半个周期中电流与电压乘积为正,而另半个周期中电流与电压乘积为负,而且二者相加正好为0,表示每个周期内流向负载的电能全部被返还到 |
而如果负载是纯电抗或純電流的话,电路中的电流与电压会出现90度的[[相位]]差。这样一来,在交流电的每个周期内,半个周期中电流与电压乘积为正,而另半个周期中电流与电压乘积为负,而且二者相加正好为0,表示每个周期内流向负载的电能全部被返还到电源中,整体上电路没有消耗电能,电路上只有无功功率流动。 |
||
在实际生活中,负载通常会同时有电阻性、电容性和电感性,因此电路上会同时有无功功率和实际功率。电力工程师将无功功率和实际功率的[[向量]]和的[[模]]作为视在功率。视在功率的定义为电压的[[均方根]]乘以电流的均方根。 |
在实际生活中,负载通常会同时有电阻性、电容性和电感性,因此电路上会同时有无功功率和实际功率。电力工程师将无功功率和实际功率的[[向量]]和的[[模]]作为视在功率。视在功率的定义为电压的[[均方根]]乘以电流的均方根。 |
2018年4月12日 (四) 07:33的版本
此條目需要擴充。 (2015年2月20日) |
此條目没有列出任何参考或来源。 (2013年5月22日) |
交流电功率是交流电做功的功率,即能量在交流电路中流动的速率。
在交流电系统中,例如电感器和电容器之类的储能装置可能会导致能量流动方向的周期性变化。在一个完整周期内,能量在一个方向上的净流动率称为有功功率,而往返于储能装置与电源间的部分称为无功功率。
有功功率、无功功率和视在功率
对一个线性负载而言,电路中电压与电流都是遵循相同规律变化的,例如都按照正弦波变化。如果负载是纯电阻的话,电路中电压与电流会在相同的时间改变各自的极性,电压与电流的乘积永远都是大于或等于0的,表示能量的流动方向不会逆转。此时电路上只有实际功率流动。
而如果负载是纯电抗或純電流的话,电路中的电流与电压会出现90度的相位差。这样一来,在交流电的每个周期内,半个周期中电流与电压乘积为正,而另半个周期中电流与电压乘积为负,而且二者相加正好为0,表示每个周期内流向负载的电能全部被返还到电源中,整体上电路没有消耗电能,电路上只有无功功率流动。
在实际生活中,负载通常会同时有电阻性、电容性和电感性,因此电路上会同时有无功功率和实际功率。电力工程师将无功功率和实际功率的向量和的模作为视在功率。视在功率的定义为电压的均方根乘以电流的均方根。
尽管无功功率在负载上不做功,但是对于一个实际系统来说,电流流过导线时,会使导线发热,部分电能因此会损失掉,因此电力工程师需要关心视在功率。变压器、发电机、导线等都需要按照视在功率的大小设计,而不是有功功率。
另外,直接将两个负载各自的视在功率相加,并不一定等于两个负载整体的视在功率,除非两个负载的电压和电流的相位差一致,或两个负载具有相同的功率因数。
一般认为,电容器产生无功功率,而电感器消耗无功功率。如果将电容器和电感器并联,那么二者的电流会倾向于相互抵消而不是叠加。这是电力系统中进行功率因数校正的一个基本方法。
交流电力系统中各个与功率相关的参数,以及各自的单位如下所示:
无功功率并不实际传输能量,所以在图中以虚轴表示。相应的,实际功率则表示在实轴上。
功率的单位是瓦特(符号为W),但是一般来说,只有讨论实际功率的时候才会用这个称呼。视在功率的单位一般以伏特·安培(简称“伏安”,符号为VA)称呼,因为其定义为电流的均方根乘以电压的均方根。无功功率的单位为无功伏特·安培,简称“无功伏安”,符号为var。
虽然无功功率不传递能量,但是对维持输电系统穩定性有重要作用。電力供應及負載端的有功功率必須相等,無功功率亦必須相等,系統才可正常運作。同步發電機可以輸出有功及無功功率,透過控制勵磁系統可以改變無功功率的輸出大小。