我们通常所说的功率功率。
以小风扇为例。铭牌上标的额定功率为26瓦。这26瓦是关于有功功率的,但你知道吗?它的无功功率大于有功功率。
这是我用手机测量的结果。无功功率高达41瓦,无功功率不收费,只收费26瓦。为什么?从能量转换的角度来看,电阻消耗有功功率,而电感和电容不消耗有功功率。
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在小风扇的电路中,电能在电阻上转化为热能,而热能是不可回收的,所以电阻消耗有功功率。所谓有功功率,就是这部分功率真的做了。
比如发烧,这些都是我们看得见摸得着的,的,所以有功率收费,那么为什么无功率不收费呢?要了解这个问题,我们必须首先找出什么是无功率,只有电容器和电感器消耗无功率。
以电容为例,在此电路中,电源波形为220伏,50赫兹交流电。
电容器两端的电压波形是这样的,流过的电流波形超过90度,所谓的超前90度,可以认为电流波形在原电压的基础上向左移动90度,你看到电压波形,向前90度可以找到相应的电流波形,那么为什么电流超过90度呢?
例如,当电压为零伏时,电流为最大值,这是因为当电压为零时,电压开始变化,电容相当于短路,所以电流可以达到最大值,当电压为最大值时,电流为零,这是因为电容充满电,电流不能再流入电容,所以电流为零。
这相当于把水倒进杯子里。水位可视为电压,电流可视为水流。当我们第一次把水倒进杯子里时,因为杯子是空的,我们很快就到了。当杯子快满的时候,肯定会越来越少。当杯子满了,我们自然会停止倒水。
在这个过程中,水流的波形几乎是一样的,所以电流的波形超过电压90度。在此期间,电容器一直在充电,因此它一直在吸收能量。当电压缓慢下降时,由于电源电压小于电容器上的电压,电流开始回流,方向与以前相反,因此,电容器释放了以前吸收的能量,反映在波形上。释放能量需要一段时间。
因为这个功率没有工作,它只是来来去去,所以无功率不收费,就像我们吃一个,吃一个,然后吐出一个,所以永远不会吃饱。
相反,电感上的波形和电容是这样的。它是电压波形超过90度的电流。以这里的波形为例。此时,电流为零,电压为最大值。这是因为电感上的电流不能突变。当电感上的电流开始发生变化时,电感磁场试图防止电流通过,此时电流为零,因此电感相当于断路。
在这个时候,电感感觉到了很大的电压,所以电感的波形图是这样的。虽然电感的波形与电容器不同,但它们首先吸收能量。在释放能量时,它们消耗无功功率。对于电容器,电流超前电压为90度,而对于电感器,电流落后电压为90度,导致流过电容器和电感器的电流相位相差仅为180度。
结果是,当一个释放能量时,另一个必须吸收能量,可以参考图像,它们的电流方向总是相反的,所以能量可以互补,在一些工业用户中,对于无功功率,虽然无功率不消耗能量。
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然而,从变压器到工厂的线路距离很长,造成了很大的线路损坏。工厂内的大多数无功设备都是电机,其本质是线圈,具有电感性能。因此,工厂减少无功功率的方法是并联电容器,这样电容器释放的能量就可以直接给线圈,从遥远的变压器中抵消部分能量。
然后线圈释放的能量不需要返回到遥远的变压器,而是直接返回到电容器,以减少无功功率,减少工厂到变压器的线路损坏,我们的居民不需要考虑减少无功功率,因为电表只计算有功功率,即使添加无功补偿也不能为我们节省电力,但可以为国家节省电力。
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