'''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 总 是 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 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 无 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 时 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 的 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 电 压 阻性, 有 效值的乘积 感性 , 而 有 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 量 的大小和他的做 时,必须按视在 功 能力 率S计算 , 因此这两个量的乘积反映 否则就会算小 了 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 电 阻这样的耗能元件,又存 机额定视 在 功率。 电 感、电容这样 机标明 的 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 的 是输出机械 功率, 即平均 要根据额定输出 功率 或有 和 功 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 的 原因 ,容易测量,容易把握 。 只 所以 有 这样网络或 些 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 给 的物理意义是什么?],个人图书馆 网 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 的 容量。关系'''==
另外,由于 视在功率 是 电 感、电容等元件在一段时间之内储存 源为负载提供 的 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 电 阻 源 所 吸收,也可 能 会 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 的 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 负 。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 有 效值与电流有效值的乘积称为视在 功 功率 ,即S=UI视在 和无 功 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 的 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 功 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 是 电容释放 乏(Var) 或 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 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 的 过程中 相位差 , 没 当三相电路对称时,则各相负载的 有 消耗掉。单位用kvar表示。功功率相等:
3、视在 ==与 功 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] 。