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如何去认识并理解无功

2024/3/25 0:51:20 分类:电工基础 
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提到有功,大都不陌生,有功功率就等于电压与电流的乘积,若提到无功,就有好多人犯迷糊,不知道如何去理解它,无功功率也等于电压与电流的乘积,只不过,这里的电流指的是无功电流。

纯电阻回路的电压与电流波形图

那么,无功电流是怎么来的哪?它又能起到什么作用哪?大伙都知道电炉子,加热器,别管怎么连,属于纯阻性负载,电压与电流在相位上不存在超前与滞后关系,所以,在电压作用下,所产生的电流就是有功电流,所以,从方向上来讲,有功是单相的,由电源指向负载。


若把电炉子换成电感,就成了纯感性,电压超前电流90°,这就一前一后的关系,且正好差半个周期,如下图:

纯电感回路的电压与电流波形图

功率就出现了正负两种关于,电压正,电流负时,功率为负,电压正,电流也为正时,功率为正,以此类推,才有了上面A、B、C、D四个区域。如此看,从方向上考虑,无功功率是双向的,为正,电源指向负载,为负,则由负载指向电源,如此的一个过程。无功能量是电源与电感负载之间的能量交换,但要明确一点,这个电流是确确实实存在的。


既然存在,且需要从导体当中通过,那么,这个电流就会在导体当中产生热量,有能量损失,这个能量损失的大小就等于I²R,R指的是导体电阻,I为无功电流,记为Iq。既然有了损失,那么,就需要补偿,也就是平时所说的无功补偿。


顺便捎带一句,在纯电容电路中也同样如此。


那么,在纯电感电路中再串一个电阻呢?这就出现了有功电流与无功电流,也就出现了功率因数,有功功率角为cosθ,无功功率角为sinθ,在相位关系上,有功电流为Icosθ,无功电流为Isinθ。如下图:



电阻消耗了电源的有功,而电感则在一周期的某段时间内吸收电源能量,在其它时间内向电源及负载释放能量,本身并不消耗能量。所以无功功率表征了电源和电感之间交换能量的幅度和规模。

但不要忽略一点,在实际的电路中,导线是有电阻的,能量来回交换时,无功电流同样会时电路发热,进而增加线损。



如何去认识并理解无功,有时候是比较重要的,最重要的还是补偿,如何去补偿,补偿多少量,可以看看昌晖仪表网关于无功补偿的相关技术文章。

作者:电气星辰

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