电路分析基础

交流功率:有功、无功与功率因数

10 分钟

电表转的是哪一种「功率」

直流里 P = U × I 一条就够。交流里电压电流都在变,还常常「不同步」,功率一下分出三种。

三种功率,一杯啤酒

工程师爱用啤酒杯打比方:

  • 有功功率 P(瓦):真正干活的啤酒——变成热、光、机械转动的部分,电表按它收费
  • 无功功率 Q(乏 var):上面的泡沫——在电机、变压器的磁场里来回晃,不干活但占地方
  • 视在功率 S(伏安 VA):整杯的容量——电线和变压器必须按它选型

三者关系是 P = S × cosφ,cosφ 就叫功率因数。白话:泡沫越少,这杯酒越实在。纯电阻 cosφ = 1;纯电感、纯电容是 0——只晃不干活。

为什么要补偿:工厂里大量电机让功率因数掉得很低,电流白白变大、线路白白发热,供电公司还会罚款。所以工厂配电房里常有一排补偿电容柜——用容性泡沫抵消感性泡沫,把功率因数拉回 0.9 以上。

常见误区:插着不转的电器不一定耗电,关键看它有没有「有功」部分。但老式变压器充电器空载也发热,那是真有损耗,不用就该拔。

练一练:一台设备视在功率 1000VA、功率因数 0.6,真正干活的有功是多少?(600W)

小纸条

用「啤酒和泡沫」向家长讲清有功、无功、视在三种功率。

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