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电容或电感的电压_为什么并联电容器可以提高功率因数,而串联不行?

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为什么并联电容器能提高功率因数而串联电容器呢?●对于不能在低压供电系统中确定线路中感性负载的电感,并联是最佳选择,容易收集电感负载的电感,自动调整补偿电容器的容量,达到补偿的目的。此时,电感负载的端电压等于电容端电压,相反,相互补偿,电阻端 电压等于电源电压。●首先要了解电容补偿的原理:在交流供电系统的电路中,电阻、电感、电容元件的电压、电流的相位特征是纯电阻电路中电流与电压的相位;纯电容电路中电流超前电压90°;纯电感电路电流滞后电压90°。在交流电路中,平均功率P=UIcosΦ,其中cosΦ称为功率因数,即电压U与电流I之间的余弦。在物理意义上,功率因数是有功功率UIcosΦ与视在功率UI的比值。说明在由电压U与电流I的乘积所表达的视在功率中,究竟有多少是在电路中被消耗掉的。

●当功率和电压为一定值时,并联电容器补偿,功率因数增加,所需电流越小,如果电路中使用串联电容,电路不能连接在一起,则无法补偿。若电路呈电阻负载,则无需补偿,电流与电压相位相同。此外,电容器串联阻抗最小,电流最大:此时Z=R,则I=U/R。电感(电容器)端电压与电源电压之比称为质量因素Q,也等于感抗(或容抗)与电阻的比值。当Q>>1时,LC上的电压远大于电源电压(类似于共振),称为串联共振,通常用于放大信号电压;但应避免在供电电路中串联共振。●功率因数是指电压与电流在交流电路中的相位差φ用希腊字母做余弦cosφ表示。另一种流行的解释是;功率因数是有功功率与无功率之比,称为功率因数;cosφ=P/S。请参见下图中常用的计算公式●从供电的角度来看,理想的负载是P和S相等,功率因数cosφ为1。供电设备利用率最高。

事实上,这是不可能的。只有假设系统中的负载都是电阻。电路中大多数电负荷设备的性质都是电感的,导致系统总电流滞后电压,增加功率因数三角形中的无功Q边,降低功率因数和供电设备的效率。见下图所示。●功率三角形是一个直角三角形cosφ(即φ角的余弦)反映用电质量。大量的感性负载使得从发电到用电的电力设备在电力系统中得不到充分的应用。如果不使用电容补偿,将通过输配电系统与用户设备之间的往返交换,白白浪费。●低压供电系统中的电容电流与电感电流相差为180°在配电系统中并联相应数量的电容器,称为相互反相,可以利用这一互补特性。用超前于电压的无功容性电流抵消滞后于电压的无功感性电流,使系统中的有功功率成分增加,cosφ提高利用率。

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