从事电工作业的朋友对“无功”这个词并不陌生吧?但真正能理解“无功”的人又有多少?今天应大家的要求,专门讲讲“无功”和“有功”
一,什么是无功,从字面意义上理解很好理解,就是无用功,
1,举个例子;有上下两个池子,你从下面池子提水到上面池子,然后你又打开闸门让水流到下面池子,整天你就这么干,对上面池子来说,你是不是做了无用功,它还是一滴水也没有,你做无用功的意义只在于,让水在它两中间交换。
如果把水理解成能量,下面的池子理解成电网,上面的池子理解为设备。你就明白什么是无功了,无功就是设备与电网之间的能量交换。在一个时间周期内设备并没有消耗能量。如下图
在一个时间周期内,设备从0到t1从电网吸收能量,t1到t2又对电网释放能量。这个周期内有能量流动,但电网做的却是无用功,即无功!这个周期内设备能量消耗为0,它并没有把电网提供的能量转换为其它形式的能量,而是直接返还给了电网。这个能量交换的过程我们也可以说是电网向设备提供的是无功电能。
2,无功电流:我们理解了无功就是设备与电网之间的能量交换,设备并没有真正吸收电网能量。但在这个交换过程中是有电流流动的,这个电流就叫无功电流
在交流电路中,理想的电感和电容都是储能元件,它从电网吸收能量然后又返还电网,周而复始,它们并不消耗电能。只要是存在感性和容性的设备就存在无功电流,在生产中主要是感性设备居多,如电机,焊机,变压器,电磁设备等等
3,无功电流与电压的关系 :
在电感电路中,电流滞后电压90度(也可以说电压超前电流90度)
感性无功电流
在电容电路中,电流超前电压90度(也可以说电压滞后电流90度)
容性无功电流
上篇我们学过,电能表计量有功功率表达式P=UIcosφ,当φ=90度时,cosφ=0
则P也等于0
二,有功
1,有功是指设备从电网吸收能量并转换为其它形式的能量 。注意,有功不是指设备效率,而是指吸收了电网能量。只要你吸收了电网能量,对电网而言就是提供了有功电能。电表就会计度。
而效率是指设备对电能的利用率。比如电机,将电能转换成了机械能和热能。机械能转换高的发热量就少,效率就高。
2有功电流与电压关系:有功电流与电压相位相同,角度为0.如下图红线
有功电流与电压角度为0,与无功电流相位角为90度
三,视在电流(以感性电路为例)
电流表
1,视在电流,是指我们在设备电流表上看到的电流,你可能会问电路中既有有功电流,又有无功电流,那视在电流是怎么来的呢?是有功电流 无功电流=视在电流。但不是1 1=2的这种算法
矢量和
视在电流是有功电流与无功电流的矢量和。如上图,视在电流I,有功电流I1,无功电流I2很容易算出
四,有功功率,无功功率,视在功率
1,有功功率等于有功电流I1乘以电压U。P=UI1 单位W 或(KW)
2,无功功率等于无功电流I2乘以电压U,Q=UI2 单位Var 或(KVar)
3视在功率等于视在电流I乘以电压U,S=UI单位VA 或 (KVA)
五,功率因数cosφ
功率因数等于,有功功率除以视在功率
cosφ=P/S
我们初步了解了“无功”“有功”以及视在功率,功率因素。但你可能还有些疑惑这些在实际生产中有什么用?下篇有时间我再讲讲提高功率因素的意义你就明白了
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