電功率即電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功,也就是說電流在1S內(nèi)做的功。
在交流電路中,電功率分為視在功率、有功功率和無功功率。
在前期《電壓與電流關(guān)系》一文中我們提到,阻抗是分為電阻和電抗兩部分的,電阻用R表示,電抗用X表示。
阻抗Z的表達(dá)式: Z=R+j(XL-XC)
其中,R為電阻部分,XL- XC為電抗部分X。
有功功率即在電路中電阻R(復(fù)數(shù)的實(shí)部)1S內(nèi)所做的功。有功功率用P表示,單位W(瓦)。
有功功率公式:P=UICosφ
其中,U、I分別為電路電壓、電流有效值;Cosφ為功率因數(shù)。
我們常說的電機(jī)功率就是指有功功率,如電機(jī)功率0.75KW。
無功功率為電壓、電流在1S內(nèi)阻抗Z的虛部電抗X部分所做的功。用符號Q表示,單位Var(乏)。
無功功率公式:Q=UISinφ
視在功率也叫容量,是指電路中的電流在1S內(nèi)所做功的總和。用符號S表示,單位VA(伏安)
視在功率公式:S=UI
視在功率與有功功率、無功功率的關(guān)系為:視在功率的平方等于有功功率與無功功率的平方和。
表達(dá)公式:S2=P2+Q2。
三種功率關(guān)系圖
請注意:S=P+Q這是錯(cuò)誤的。
功率因數(shù)是評價(jià)電路系統(tǒng)中用電效益的重要參數(shù),功率因數(shù)越大說明用電效益越好。
功率因數(shù)用Cosφ表示,功率因數(shù)最大值為1。從前面的公式中我們可以推導(dǎo)出以下公式:
功率因數(shù)表達(dá):Cosφ=P/S
此公式表明:功率因數(shù)等于有功功率除于視在功率,功率因數(shù)越大,設(shè)備的有功部分所占比例就越大。當(dāng)Cosφ=1時(shí),設(shè)備為純電阻設(shè)備。
以下是一臺某廠家生產(chǎn)的異步電機(jī),在銘牌上可以看到:電機(jī)功率0.75KW,當(dāng)電壓為380V是,電流為1.7A,功率因數(shù)為0.866。
異步電機(jī)銘牌
我們驗(yàn)證下它的功率因數(shù)對不對。這里可以算出電機(jī)的視在功率S=380*1.7*√3=1118VA,因此功率因數(shù)Cosφ=P/S=750/1118=0.67。而設(shè)備中標(biāo)的功率因數(shù)為0.866顯然是標(biāo)高了。
有一臺容量為2KVA的三相變壓器,輸入電壓為380V,輸出電壓為220V。那么其輸入端與輸出端的電流分別是多少呢?
解題公式:S=√3UI
輸入端電流I1=2000/380/√3=3A
輸出端電流I2=2000/220/√3=5.2A
注:這里的√3(根號3)是怎么來的,下期的相電壓、線電壓區(qū)別里會講到。
單相變壓器
能量等于功率與時(shí)間的乘積,單位用焦耳(J)表示。
功與瓦的單位換算:1J=1W·S
1度電即功率為1KW的設(shè)備1小時(shí)所耗電量。即1度=1000W·H。
1度=1KW·H=1000W·3600S=3.6×10^6J
1、阻抗包含電阻和電抗兩個(gè)部分。公式:Z=R+j(XL-XC)
2、視在功率與有功功率、無功功率關(guān)系:S2=P2+Q2
3、1度電等于1KW設(shè)備1小時(shí)耗電。即1度=1000W·H。
下一期,三相交流電中,線電壓與相電壓、線電流與相電流區(qū)別和關(guān)系。
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