在交流电路中,以感性负载最为常见。
异步电机就是典型的感性负载,根据统计,三相异步电动机占有电网耗电量65%以上。
异步电机对于感性负载,以三相电路中的一相为例,其电压电流的相位关系是:电流滞后电压一定角度Ø,如下图所示。
感性负载电压电流波形究其原因,电感有阻碍电流变化的特性,所以感性电流的正弦变化总是比电压的滞后一些,就是推迟一点时间,所谓的相位差。
我们把感性负载简化为电阻与电感串联电路,其电压电流关系如下图。
感性负载电压电流向量图图中,电阻电压与电流同相,电感电压超前电流90⁰,可用下面表达式表示(单相)电阻电压有效值,Ur=UcosØ电感电压有效值,Ul=UsinØ因此,电阻功率P=UIcosØ 单位KW电感功率Q=UIsinØ 单位KVAR电阻功率波形图如下图所示,为100Hz周期波形,均在第一象限,耗用功率为正值,转变为机械能,称为有功功率。
电阻功率波形电感功率波形图如下图所示,是100Hz正弦波,耗用功率正负抵消,等于零,称为无功功率,电感电容为储能元件,只与电源发生能量交换,不消耗能量。
可以参考知乎回答“如何通俗易懂的理解无功功率”。
电感功率波形交流电路视在功率表示为S=UI=√(P²+Q²) 单位KVA对于三相交流电路,有功功率、无功功率、视在功率分别是三相的和,当U、I为相电压相电流时,分别表示为P=3UIcosØ 单位同单相Q=3UIsinØS=3UI当U、I为线电压线电流时,分别表示为P=√3UIcosØ 单位同单相Q=√3UIsinØS=√3UI综上,视在功率包含有功功率和无功功率。
为什么叫做视在功率,意思是看着存在的功率,因为有功功率是实实在在被消耗掉了,转变成其他形式的能量,而无功功率只是表达了储能元件与电源的能量交换,并没有消耗掉,无功功率的存在,增加了线路电流,增多了线路电能损失和电压降落。
这就是无功补偿的现实意义。
中国字挺有意思,比如,“电容器”,就是装电荷的容器;“电感器”,就是对电流有感觉的器件,因为流过电感的电流发生变化,电感就有自感电势,自我感觉良好。
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