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第3回 电术语
今天我们来款几个电力工作中必须用到的专业术语：电压、电流、额定功率、补偿容量。
“电压”，才听见总会跟"水压"联系起来，总想象电压如同水压一样带有“压力”来驱动电流动，如同水压一样——电压越高电流越大。你有这样的感觉吗？
事实上，相同负载下，电压越高电流越小，电压越低电流却越高。这就是为什么发电厂发出来电后要升高电压才输送到终端，升高输电电压就是为了减少输电线路上电流，从而减少输电线路损耗。
“电压”和“电流”均是人为给定的一个度量值，如同长度单位“米”和重量单位“公斤”一样。电压使用电压表来测量，电流采用电流表来测量，这两个仪器其实都是通过电能转换为磁能后驱动表计指针偏移，根据偏移的刻度来读取数值，用该数值反应电压或电流的大小和方向。这如同汽车上的转速和速度表一样，把转速和速度直观的反应在仪表盘指针的偏移量上。
现实生活中，我们制造的所有用电设备只能在某个电压和电流范围内才能正常工作，过电压、过电流或欠电压、欠电流，用电设备都会发生损坏。这个用电设备正常工作的电压和电流便叫做额定电压和额定电流，在额定电压和额定电流下产生的有功功率称为额定功率。
我国居民用电设备额定电压一般为200~230V。
电压的单位为伏特，简称伏，用大写的V表示；电流的单位为安培，简称安，用大写的A表示；工作中一般都采用千来度量，即kV、kA。
注意电力行业中默认书写方式是小写的k和大写的单位来表述，今后如果你见到全小写kv或ka或全大写的KV或KA时，立马大概率可以断定对方不是电力人士。
当电流的单位为A，电压的单位为V时，能量的单位为J（焦耳，简称焦），当时间的单位为s（秒）时，功率的单位为W（瓦特，简称瓦）。
如果你有一定数学基础，那么：功率是能量对时间的导数，能量是功率对时间的积分。如果你贪玩没怎么学，那么你可以理解成功率就是时间几乎为零的能量值（即瞬时能量即瞬时功率），而能量是功率一定时间里的积累。
在交流电系统中，瞬时功率由两部分组成：第一部分为恒定量，它是瞬时功率中的不可逆部分；第二部分为正弦量，其频率是电压或电流频率的两倍，它是瞬时功率中的可逆部分，其值正负交替，表征能量在电源与负载之间来回交换。
瞬时功率的实际意义不大，并且不便于测量，于是又引入平均功率的概念。平均功率又称有功功率，是指瞬时功率在一个周期内的平均值，用大写的P表示，其计算公式为
P=UIcosφ
有功功率代表负载实际消耗的功率，它不仅与电压和电流的有效值的乘积有关，还与他们之间的相位差有关，cosφ称为功率因数，用 λ表示。
无功功率定义为Q=UIsinφ，它表征储能元件与电源之间进行交换的部分。
在电力工作中常讲的电力设备容量又叫视在功率，由有功功率和无功功率组成，并规定视在功率用S表示，其大小等于有功功率的平方与无功功率的平方和的开根，即：
视在功率S与有功功率P、无功功率Q满足勾股定理，其中φ=30°。
有功功率、无功功率和视在功率都具有功率的量纲，为了便于区分，有功功率（含额定功率）单位用W（瓦），无功功率的单位用var（乏），视在功率用V·A（伏安）。
说到这里，还要简单提一下电路中的电源和负载？
如下图所示（听音频的同学，可以翻开文稿对照）：
电源分为电压源和电流源两种，它们是二端有源元件，实际中发电机、蓄电池属于电压源，而光电池一类器件则属于电流源。与电源相连的外电路则称为负载。
电压源的电流由外电路（负载）决定，电流源的端电压由外电路（负载）决定。例如，上图电路中电流 i 的大小由负载外电路决定。
现在，我们来看《第2回电非电》里提到的灯泡的问题：
电都是从正极去往负极，为什么直接到负极便会短路造成破坏，而中间经过一个小灯泡就相安无事了呢?
这是因为如果直接用导线将电池的正负极连接，整个电池的能量必须释放，因电压无限趋近于零，则电流此时必定发生跳变并无限趋近于电池所能释放能量的最大值，因现实中导线并不是电阻为零的理想导体，连通瞬间其有功功率也将跳变到一个极大值，并通过导线瞬间发热消耗掉。在这个极短的时间里，我们目前使用的导线材质或者说电池的材质不足于安全消耗掉这份热量，所以造成导线或电池烧坏。如果，我们在电路里串联一个电灯泡的负载（其电路模型相当于个电阻），其电路中流过的电流大小由这个电灯泡的额定功率决定（电压源的电流由外电路（负载）决定），这个试验中灯泡一般为1W，显然此时电路中电流很小，即使使用很细的导线来连接，通电后整个电路便可安全运行。
补偿容量（单位为var，乏），是因为电网中无功功率偏高，造成功率因数 λ下降，而电网有功功率一定是恒定的，而电压在同一个电网中跟路径无关是个恒定值，那根据P=UIcosφ，必然导致电流 I 增大，增大电网损耗。为了降低这种情况，一般采用电容和电抗来补偿无功功率。
关于电网的无功补偿，后面我会专门开一讲来讲述。
下回，我们接着讲电力行业中常用的几个电力设备：变压器、断路器、互感器、输电导线和环网柜。
再会。
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