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视在功率

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'''视在功率'''指交流电源所能提供的总功率,称之为视在功率或表现功率,在数值上是交流电路中电压与电流的乘积。视在功率用S表示。单位为伏安(VA)或千伏安(KVA)。它通常用来表示交流电源设备(如变压器)的容量大小。
视在功率即不等于有功功率,又不等于无功功率,但它既包括有功功率,又包括无功功率。能否使视在功率100KVA的变压器输出100KW的有功功率,主要取决于负载的功率因数。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/90b6733682a368555?cota=4&kuai_so=1&tj_url=so_rec&sign=360_57c3bbd1&refer_scene=so_1 什么是有功功率、无功功率、视在功率及功率三角形?],快资讯网,2019-12-01 </ref>
中文名 :视在功率
=='''简介'''==
视在功率:在一般交流电路中,输送的电功率中即有有功成分,又有无功成分,因此其电压有效值与电流有效值的乘积,即不是有功功率,也不是无功功率,而是它们的合成量,这个合成量就叫视在功率,用字母S表示
表达式为  : S=UI
视在功率的单位为伏安(VA),或千伏安(KVA)、兆伏安(MVA)。
视在功率S、有功功率P、无功功率Q三者之间的数量关系,恰好相当于直角三角形的三边关系,S相当于斜边,P和Q相当于两条直角边,称为功率三角形。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/9c8413d59bf627e05?cota=4&kuai_so=1&sign=360_57c3bbd1&refer_scene=so_1 有功功率、无功功率和视在功率该怎么计算?],快资讯网,2019-05-18 </ref>
==''' 功率因数计算公式'''==
在正弦交流电路中,有功功率一般小于视在功率,也就是说 1、单相 视在功率 上打一个折扣才能等于平均功率,这个折扣就是Cosφ,称为功率因数(power factor),用 PF表示 [3] 。
S= UI 由于是单口网络端钮电压与电流间的相位差角,故φ往往称之为功率因数角。 
==''' S²=Q²+P²   视在功率S、有功功率P、无功功率Q三者之间的数量关系,恰好相当于直角三角形的三边关系,S相当于斜边,P和Q相当于两条直角边,称为功率三角形。<ref>[http://www.sohu.com/a/259326456_403003 有功功率、无功功率和视在功率 计算 方法'''==及关系 ],搜狐网,2018-10-13</ref>
kVA是设备的输出容量,单位是VA或kVA。2、三相视在功率:
既是该设备的视在功率S, 三相 视在功率计算公式为S=3Up×Ip,单位是:VA或kVA。此处Up与Ip是单相的相电压与相电流。一般运算 负荷 中, 视在 任何时候这三种 功率 的计算采用线电压线电流来计算,公式为 ,式中U,I分别 线电压与线电流 [3] 。三相电路的有功功率等于各相功率之和 同时存在
三相有 视在 功率各相有功功率分别为:率S=1.732UI
Pa有功功率P=Ua×Ia×COSΦaPb=Ub×Ib×COSΦbPc=Uc×Ic×COSΦc1.732UIcosΦ
三相有 功功 率为:P率Q=Pa+Pb+Pc=Ua×Ia×COSΦa+Ub×Ib×COSΦb+Uc×Ic×COSΦc1.732UIsinΦ
三相 cosΦ=P/S由此可见功率因数cosΦ可以定义为 负载 对称时:P=3U×I×COSΦ单位是W或kW消耗的有功功率与其视在功率的比值,它表征了负载消耗的有功功率在视在功率中所占比例。
交流纯电阻电路的功率计算如下:电阻消耗的功率在任一瞬时都是正值,即在任一时刻都向电源吸取电能,一周期内瞬 当三相负载平衡 的平均值称为平均功率,又称有功功率,用P表示,单位为W,它等于电压的有效值和电流的有效值的乘积即 :P=UI=3*U相*I^2×R相*cosφ=√3*U^2/R。线*I线*cosφ
实例 当三相负载不平衡时 1)假设已知纯电阻型电器的电压是220V 分别计算各相功率 电流是0再求和,P=P1+P2+P3=U1*I1*cosφ1+U2*I2*cosφ2+U3*I3*cosφ3<ref>[http://www.cnelc.com/text/32/180903/AD100852160_1.5A,求用电器的 html 三相视在 功率 ?应用 计算 公式 :P=UI,220V×0.5A=110W。答:用 ],中国工业 电器 的功率是:110W。网,2018-10-13</ref>
2)假设已知三相高压电力变压器的视在功率是:800kVA,求此变压器可承载多大负载?kVA×COSΦ=800kVA×0.8=640kW。答:三相高压电力变压器的视在功率是800kVA时可承载640kW的用电负载 。'''物理意义'''==
==''' 1、标定变压器输出容量。变压器的输出容量不标有功功率P,而是用 视在 功率S表示。这是因为不管什么性质的负载,也不管负载实际消耗 功率 是多少,变压器输出视在功率S=UI是一定的,也就是说S、U一定时,输出电流I是一定 意义'''==,超过了就容易烧坏变压器。当然变压器也有功率因数问题,这里就不说了。
由于视在功率等于网络端钮处 2、计算导线负载 电流 。变压器所带负载比较复杂,有存 阻性, 效值的乘积 感性 效值能客观地反映正弦 容性等,这样计算供电线路电流及导线载流 的大小和他的做 时,必须按视在 能力 率S计算 因此这两个量的乘积反映 否则就会算小 为确保网络能正常工作 外电路需传给网络的能量或该网络的容量 实际运行时就会过载
由于网络中既存在 3、计算 阻这样的耗能元件,又存 机额定视 功率。 感、电容这样 机标明 储能元件,所以,外电路必须提供其正常工作所需 额定输出功率指 是输出机械 功率, 即平均 要根据额定输出 功率 或有 率因数以及工作效率计算出视在 功率 或额定电流 同时应有一部分能量被贮存在电感、电容等元件中 以便进行导线选择 这就是 ④用 视在功率 大于平均功率 表示比较直观。是总体性 原因 ,容易测量,容易把握 所以 这样网络或 设备 才能正常工作 标明视在功率 若按平均 <ref>[http://www.360doc.com/content/18/0213/17/11881101_729793211.shtml 视在 功率 的物理意义是什么?],个人图书馆 络提供电能是不能保证其正常工作的。,2018-02-13</ref>
因此,在实际中,通常是用额定电压和额定电流来设计和使用用电设备的,用视在 =='''与有功功率无功 功率 来标示它 容量。关系'''==
另外,由于 视在功率 是 感、电容等元件在一段时间之内储存 源为负载提供 所有 能量 将分别在其它时间段内释放掉,这部分能量可能会被 (含消耗的和转化的)。即:交流 吸收,也可 提供 给外 的总功率,称之为视在功率或表现功率,在数值上是 交流 电路 中电压与电流有效值的乘积 所以,我们看到单口网络 视在功率并不代表用电器真正消耗 瞬时 功率 有时为正有时为 ,但是它代表了一种能量之间的交换关系,也是衡量用电器最大 荷,承受能力的指标之一
在交流电路中,我们将正弦交流电电路中电压 效值与电流有效值的乘积称为视在 功率 ,即S=UI视在 和无 率不表示交流电路实际消耗的 功率 构成一个直角三角形 只表示电路可能提供的最大 我们称为 功率 或电路可能消耗 三角形,三者之间 最大有功 关系式: S=P^2+Q^2 ,COSφ=P/S,COSφ为 功率 因数,φ为相位角
1. 在整个RLC串联电路中吸收的瞬时 有功 功率 为;P=Pr+Pc+Pl:P=RI平方[1+cos(2wt)]-(wl-1/wc)I平方sin(2wt).732UIcosφ 以千瓦(kW)为单位,用P表示;
它是一个频率为正弦电流或电压频率2倍的非正弦周期量。第一项始终是大于或等于零。是瞬时 2.无 率的不可逆部分,为电路所吸收的 功率 ,不再返回外部电路。第二项表明,电感和电容的瞬时功率反相,在能量交换过程中,彼此互补,电感吸收或释放能量时。恰好 :Q= 1.732UIsinφ 单位 电容释放 乏(Var) 吸收能量。彼此互补后的不足部分由外部电路补充 千乏(KVar) 可通过一端口的U.I 从如下几个方面反映正弦稳态电路的功率状态 用Q表示
1、有 3..视在 功率P P率 S=U(eff)I(eff)cosφ 1.732UI 或,表示实际吸收的功率。 以千伏安(kVA)为 单位 用瓦特 的是S 表示 。S²=Q²+P²
2、无功功率Q Q=U (eff)I(eff)sin 为线电压,I为线电流, φ 此能量在往复交换 相电压与相电流 过程中 相位差 当三相电路对称时,则各相负载的 消耗掉。单位用kvar表示。功功率相等:
3、视在 ==与 率S S率因数的关系==U(eff)I(eff)。
4、φ称为 有功功率=视在功率× 功率因数 角。电压与电流之间的相位差。
=='''视在功率与 有功功率 的关系'''P=3UφIφCOSφ=√3UICOSφ
我们以日常生活常见的电动机为例,电动机广泛应用于电梯、电风扇、剃须刀等各种民用场合,电动机是用电能做功转化成动能的设备,它的额定功率,铭牌上都有标识,如图1所示。 这台电动机额定功率4000W,额定电流20.8A,额定电压220V。这样:额定电压×额定电流( COSφ=220 V*20.8 A=4576 VA。这里4576是大于4000的,额定功率只相当于额定电压和额定电流的乘积的87.4%,由此我们会产生疑问,这两个都是功率,怎么会不一样呢?它们之间有什么样的关系?其实,这里的4576VA,就是电动机看上去的额定功率,即额定的视在功率,比电动机额定功率数值要大,而标识里的4KW的额定功率,是额定的有功功率,是用来标识电动机实际能转换的电功率。视在功率为什么会比实际的额定有功功率要大呢?原因在于,电动机内不仅仅存在电阻这样的耗能元件,又存在电感、电容这样的储能元件(如本例中为电容电动机)。所以,外电路在提供其正常工作所需的功率,即平均功率或有功功率之外,同时还应有一部分能量被贮存在电感、电容等元件中,这就是视在功率大于有功功率的原因。只有这样电动机设备才能正常工作。由此可见,在正弦交流电路中,有功功率P一般小于视在功率S,也就是说视在功率上打一个折扣才能等于有功功率,这个折扣就是Cos P/S,COS φ ,称 为功率因数 (Power Factor ,用 Cosφ表示。即:P = S *Cosφ视在功率S,它是衡量一个用电设备对上级供电设备的供电功率需求,也就是说为确保网络能正常工作,外电路需传给该设备的能量。它不表示交流电路实际消耗的功率,只表示电路可能提供的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率 [4] 。
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