视在功率和功率因数

1.视在功率

在电工技术中,将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积,即 或 称为视在功率(apparent  power),记为 ,即

(1)

显然,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。

为以示区别,视在功率不用瓦特(W)为单位,而用伏安(V·A)为单位。

2.功率因数

在正弦交流电路中,视在功率一般小于视在功率,也就是说视在功率上打一个折扣才能等于平均功率,这个折扣就是 ,称为功率因数(power  factor),用 表示,即

(2)

由于 是单口网络端钮电压与电流间的相位差角,故,往往称之为功率因数角。

对不含独立源的网络, ,且当阻抗为电感性时 ,当阻抗为电容性时, 。在这两种情况下,功率因数 。可见,仅从 的取值反映不出电路的性质,为此,常常同时加上“滞后”或“超前”字样。“滞后”是指电流滞后电压,即 的情况,“超前”是指电流超前电压,即 的情况。
3.视在功率的意义

由于视在功率等于网络端钮处电流、电压有效值的乘积,而有效值能客观地反映正弦量的大小和他的做功能力,因此这两个量的乘积反映了为确保网络能正常工作,外电路需传给网络的能量或该网络的容量。

由于网络中既存在电阻这样的耗能元件,又存在电感、电容这样的贮能元件,所以,外电路必须提供其正常工作所需的功率,即平均功率或有功功率,同时应有一部分能量被贮存在电感、电容等元件中。这就是视在功率大于平均功率的原因。只有这样网络或设备才能正常工作。若按平均功率给网络提供电能是不能保证其正常工作的。

因此,在实际中,通常是用额定电压和额定电流来设计和使用用电设备的,用视在功率来标示它的容量。

另外,由于电感、电容等元件在一段之间内贮存的能量将分别在其它时间段内释放掉,这部分能量可能会被电阻所吸收,也可能会提供给外电路。所以,我们看到单口网络的瞬时功率有时为正有时为负。

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: