三相电的有功和无功有什么区别,提高功率因数意义在哪?
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很多需要做功的电器设备都是电感的电流波形滞后,只有纯发热的才是电阻的。只有有功做功,无功是不做功的。无功大了(功率因数低)就浪费容量损耗电量,所以一般用电容来作补偿。
功率与功率因数的区别是什么?
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功率与功率因素的区别是什么?
电力系统的一个重要的技术指标就是题目说的功率因数,其是衡量电气设备功率高低的依据。在交流电力系统中,负载元件阻性负载、感性负载、容性负载。
对于阻性负载;流过电阻的电流和加在阻性负载两端的电压相位差是相同的。因此,阻性负载消耗的功率需要其它能源转换而来,例如水能、煤等。故,称之为有功功率。
对于感性或容性负载;流过感性负载或容性负载的电流和加在感性或容性负载两端的电压相位差为90°。因此,在感性负载或容性负载上所形成的功率,就往返于电感(磁场)或电容(电场)的交换功率。其不需要其它能量的转换。故,称之为无功功率。在电路中,功率有有功功率、无功功率、视在功率之分。于是把电流与电压之间相位差的余角弦称之为功率因数。功率因数在数值上的表示,功率因数是有功功率和视在功率打比值,即cosφ=P/S。
在电力系统中,功率因数越低,说明电路中用于交变磁场转换的无功功率大,从而降低电气设备的利用率,增加了供电线路的损失。只有当用户功率因数提高后,则向电力系统吸取的无功功率减少,所以电压的损失也降低。
功率与功率因数的区别;功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定,时间越短,功率值就越大。而功率因数就是衡量电气设备效率高低的一个重要技术指标。综上所述,这里功率指的是电功率,即电功率的有效功率,而功率因数是电功率的有效功率与视在功率的之比。比如,热得快是阻性负载,它的功率都是有功功率,因此在单位时间内功率越大所产生的热量也越大。因此,阻性负载向电力系统吸取的无功功率没有,所以几乎不存在电压损失。反之,感性负载或容性负载,它会向电力系统吸取无功功率,造成电力系统供电电压损失。
这实际问的是电功率和电功率因数。
现说说电功率:
电路做功的总的表观总功率P视=U*I。当电路只有电阻负载时,负载功率=电路表观总功率。当电路中有电容和电感时,有部分能量是储存在电容的电场和电感的磁场中的,条件具备时,电容和电感中的能量又会释放到电路中来,这样,总体来说,电容和电感不消耗电路的能量,但电容和电感表面上也有一个交流功率S=U*i=P视*sinθ,虽然S的时间积分等于零,可是,电容充放电、电感存储和释放能量都是有电流的,而线路本身有电阻,电路上存在线路损耗功率:P损=(I*R线路)*I,这个线路损耗功率就变成热量在线路上消散了。另外,电路中除了电容和电感以外的负载上有一个实实在在的有功功率: P有=[l*(R负载+R线路)]*I=P视*cosθ。有公式:”P视”的平方=”P有”的平方+”S”的平方。”P损”分两部分,一部分是因为P负载正常工作是需要流过电流”I负载”,”I负载”会造成线路损耗功率”P损1″;另一部分是行为电感和电容上的无功功率S引起的线路电流i,i会造成线路损耗功率”P损2″。P有=P负载+P损1+P损2。
功率因数:COSθ
交流电路中存在电感或电容时,电压和电流的正弦曲线实际是不同步的,两者之间存在一个相位差θ的角度。功率因数就是这个相位差θ角度的余弦值。
另外,补充一点:电路的做功效率η
η = P负载 ÷ P有 × 100%
η和cosθ有明显区别。η取决于电路线路上的损耗功率;而cosθ取决于电压和电流的相位差角度θ。
如何理解有功功率与无功功率?
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电流在导体上运行会出现一些损耗,任何作为毒品的金属都有一些电阻率,而这个电阻率肯定要消耗一些电能。
我们可以把这些线路损耗,称之为无用功,但他不可能没有,就像是我们提着水桶去送水,而水是99公斤,桶是一公斤,人所付出的能量,其中就有1%的无用功。
但是更大的时候,是在有用功和无用功之间的功率因数,一般功率因数都体现在变压器上,或者感性负载,或者是容性负载,而容性负载在现实生活当中,并不多见。
而这个功率因素一般在0.8到9.5之间。
最常见的是主性负载,和损耗较大的感性负载,这感情不咋样,包揽了我们生活当中的各个领域,凡是能转动的,都是感性负载。
这个有用功,是指直接作用在工作的物体上,所耗的电能,而无用功是输送电能的一个载体,工作当中消耗的一部分能量。
特别是人们使用的感性负载,包括变压器,它们的电的输送,电压与电流,会呈现出某个角度,也就是说,在感性负载当中,电流,要落后于电压一个角度,而容性负载的恰恰相反,电压落后电流一个角度。所以人们为了避免这种损失,在感情不在上,拼命的用电容做补偿,但这种补偿是有一个限量不可无限的加大。
而无用功虽然是在损耗之内,但不可能没有,更不可能为零,如果谁要在推销家电的时候,自吹自擂,说他的公因数是1,也就是说,无功损耗是零,那么他是在说220的话,根本不懂电工常识。
在电力系统的负载可以细分为3种类型:
第一种: 电阻性负载,电压与电流同相位,即它们的相位为0,功率P=I*U*Cos0=I*U*1=IU(W)
第二种: 电感性负载,在交流电压正半周时充磁,吸收能量,在交流电压负半周时,产生感应电流,向电网释放能量。电流滞后电压90度相位角,
功率P=I*U*Cos90=I*U*0=0(W)
第三种: 电容性负载,在交流电压正半周时充电,吸收能量,在交流电压负半周时放电,向电网释放能量。电流超前电压90度相位角,
功率P=I*U*Cos(-90)=I*U*0=0(W)
电感性负载与电容性负载,虽有电流,但是相位角是正或负90度,均不会消耗电网的功率。我们就把流过电感或电容的电流与电压的乘积,称为无功功率。对应的电阻性负载消耗的功率就叫做有功功率。
在电力系统里,存在大量的电感性负载,如变压器、马达等,它虽然不消耗电网的有功功率,但是却会使电网的电流增大,从而使线损、变损增大。电感性负载的电流与电容性负载的电流,相位角刚好相差180度,可以利用这一特性,在变压器低压侧并联电容器,来抵消电感性负载消耗的无功功率。
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