功率为什么分成有功功率和无功功率?

如题所述

有功功率的传输与电压的相位有关,有功功率由电压相位高的一侧流向相位低的一侧;无功功率的传输与电压的大小有关,无功功率由电压数值大的一侧流向小的一侧。

有功影响频率,无功影响电压。系统负荷过重,有功不足,从能量平衡的角度来说发电机只能降低转速,把机械能转为有功电能,才能达到平衡;

系统出现无功是因为所多元件在运行中要进行电磁转换,其中一个很重要的无功元件就是变压器,无功不足影响变压器的电磁转换从而影响了系统的电压高低。

扩展资料:

对于三相电机,其三相电的瞬时功率之和却是恒定值,因此,对于三相电机,其输出转矩无脉动。

证明如下:

假设:

Ua=Um*sin(ωt+120°)

Ia=Im*sin(ωt+120°-θ)

那么,

Pa

=Ua*Ia

=Um*Im*sin(ωt+120°)*sin(ωt+120°-θ)

=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt+240°-θ)]

参考资料来源:百度百科-有功功率

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第1个回答  2023-11-29

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。

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