（已结束）电源电器擂台第五十六期-额定功率、额定电流、有功功率、无功功率等定义 点击：1651 | 回复：16
本期擂台题－－-说说额定功率、额定电流、有功功率、无功功率、视在功率以及计算电流的定义和之间有什么关系
要求：探讨这些定义的区别和联系
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额定功率、额定电流、有功功率、无功功率、视在功率的定义
额定功率：直流电路中，额定电压与额定电流的乘积就是电器的额定功率。
交流电路中，在正常运行工作状况下，动力设备的输出功率或消耗能量的设备的输入功率。
额定电流： 额定电流是用电器在额定电压下工作的电流。
有功功率： 有功功率又叫平均功率，是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。它表示二端网络实际消耗的功率。
无功功率：它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。它表示二端网络与电源之间能量往返交换的最大速率。
视在功率：在具有电阻和电抗的电路内，电压与电流的乘积叫视在功率，以字母S或符号Pｓ表示，单位为千伏安（kVA）。它表示：表示电源设备的容量。
额定功率、额定电流、有功功率、无功功率、视在功率及计算电流之间关系如下图：
其中：U、I均为额定电压和额定电流。
有功功率与额定功率的关系为：将有功功率转化化为额定功率存在效率的问题。以三相异步电动机为例说明：
电动机输出的能量为电动机的额定功率。
电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗。
将额定功率和所有的损耗加起来，就为电动机从电网中吸收的有功功率。
额定功率：直流电路中，额定电压与额定电流的乘积就是电器的额定功率。
交流电路中，在正常运行工作状况下，动力设备的输出功率或消耗能量的设备的输入功率。
额定电流： 额定电流是用电器在额定电压下工作的电流。
有功功率：可以转化成其他形式能量（热、光、动能）的能量。以P来表示，单位为W。一般来说，有功功率是相对于纯阻性负载来说的。
无功功率：功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。以Q来表示，单位为Var。它的产生是由于感性负载、容性负载、以及电压和电流的失真。这种功率可导致额外的电流损失。
视在功率：有功功率和无功功率的几何之和（即平方和的均方根），它用来表示电气设备的容量。以S来表示，单位为VA。
有功功率：保持电器设备正常运行所需要的电功率，也就是把电能直接转化为其他形式能量所需的电功率。在交流电中有功功率表示为：P=UIcosφP 表示有功功率 单位：瓦（ W ） 千瓦（ KW ） 兆瓦（ MW ）U 表示电压I 表示电流Cosφ 表示功率因数
无功功率：用于电路内部电场和磁场的交换，并且用来建立维持磁场所需要的电功率。它不对外做功，只是在电路内部进行能量转换。（有功功率做功，无功功率不做功）无功功率用 Q 表示 单位：乏（ Var ） 千乏（ KVar ）凡是有电磁线圈，需要建立和维持磁场的电气设备，就一定要有无功功率。例如： 40 瓦的日光灯，需要 40 瓦的有功功率，还需要 80 乏（ Var ）无功功率建立和维持电磁声场。
视在功率：即电路上的总功率。用 S 表示，单位：伏安（ VA ） 千伏安（ KVA ），就是交流电中电压和电流的乘积： S=UI4、功率因数： cosφ 是衡量电器设备效率高低的一个系数。 0 ≤ cosφ ≤ 1 。是有功功率和视在功率的一个比值。 Cos φ =P/S 。φ代表电压与电流之间的相位差（相位角）。 cos φ值的大小与电器设备负荷性质有关。（ 1 ）纯电阻电器设备，因是直接消耗功率将电能转化为热能，就没有相位差，φ =0 cos φ =1 所以 P=S 阻性电器只消耗有功功率。（ 2 ）感性电器（有电感线圈的电器）相位差（相位角） 0 °＜φ＜ 90 ° 容性电器（具有电容的电器） -90 °≤φ≤ 0 °视在功率、有功功率、无功功率、功率因数之间的关系（如图示1）： S 2 =Q 2 +P 2Cos φ =P/S结论：提高了功率因数，就降低了线路上无功功率的输出，也就降低了视在功率，节约了电能，减少了视在功率电流。5、无功补偿的原理无功功率过大的危害：（ 1 ）降低发电设备有功功率的输出。（ 2 ）降低电线设备的供电能力。（ 3 ）造成线路上电压损的增加和电能损失的增加。（ 4 ）造成电器设备在低功率下运行效率低下，电压下降乃至不能正常工作。采取人为的方法设置无功补偿装置，来保证用电设备所需要的无功功率，减少线路上提供的无功功率。无功补偿是把具有容性功率的装置和感性功率负荷并联在同一线路上6、无功补偿的方法：（ 1 ）集中补偿：把容性功率负荷装置集中起来对所有电器设备进行补偿的方法。（ 2 ）就地补偿：针对单个电器设备 我们的节电器是运用无功补偿的原理就地对单个或局部用电设备进行无功补偿，提高用电设备的功率因数，降低线路提供的无功功率，从而减少由于无功功率造成的视在功率电流形成有功损耗，达到节约用电的目的
额定电流：额定电流是用电器在额定电压下工作的电流。电气设备额定电流是指在额定环境条件，电气设备的长期连续工作时允许电流。用电器工作时电流不应超过它的额定电流。
有功功率：一个周期内瞬时功率的积分平均值。对于正弦电压及电流，复功率的实部即有功功率。对于非正弦周期电压及电流，有功功率是直流分量功率及基波和谐波有功功率之总和
无功功率：在正弦电流电路中，复功率的虚部 ，且供给电感的无功功率为正值。
视在功率：端口的电压有效值与电流有效值之乘积。
计算电流：计算电流是计算负荷在额定电压下的正常工作电流。它是选择导体、电器、计算电压偏差、功率损耗等的依据。
额定功率：直流电路中，额定电压与额定电流的乘积就是电器的额定功率。
交流电路中，在正常运行工作状况下，动力设备的输出功率或消耗能量的设备的输入功率。
额定电流： 额定电流是用电器在额定电压下工作的电流。
有功功率：可以转化成其他形式能量（热、光、动能）的能量。以P来表示，单位为W。一般来说，有功功率是相对于纯阻性负载来说的。
无功功率：功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。以Q来表示，单位为Var。它的产生是由于感性负载、容性负载、以及电压和电流的失真。这种功率可导致额外的电流损失。
视在功率：有功功率和无功功率的几何之和（即平方和的均方根），它用来表示电气设备的容量。以S来表示，单位为VA。
.功率因数：正弦交流电压与电流的相位差称为功率因数角，以Φ来表示，没有单位，而这个功率因数角的余弦值称为功率因数。它决定于电路元件参数和工作频率，纯电阻电路的功率因数为1，纯电感电容电路的功率因数为0。功率因数cosineΦ=P/S。
峰值因数：如右图所示，蓝色正弦波为电压波形，红色为电流波形。峰值因数是指电流瞬时值的峰值与其有效值的比值。它用来描述冲击电流。如果供电设备的峰值因数越高，表明设备抗冲击能力越强。
有功功率:在交流电路中.电源在一个周期内发出瞬时功率的平均值(或负载电阻所消耗的功率).称为"有功功率".
无功功率:在具有电感或电容的电路中.在每半个周期内.把电源能量变成磁场(或电场)能量贮存起来.然后.再释放.又把贮存的磁场(或电场)能量再返回给电源.只是进行这种能量的交换.并没有真正消耗能量.我们把这个交换的功率值.称为" 无功功率".
视在功率:在具有阻抗的交流电路中.电压有效值与电流有效值的乘积值.称为"视在功率".它不是实际做功的平均值.也不是交换能量的最大速率.只是在电机或电气设备设计计算较简便的方法.
关系:视在功率的平方=有功功率的平方+无功功率的平方
视在功率S=UI
或者
S=P/COS∮
而变压器的容量也是S=UI
因而.变压器的额定容量与额定视在功率是相等.或者说两者是等价的.如果额定容量是100kVA.那么额定视在功率也是1000kVA
1、有功功率：保持电器设备正常运行所需要的电功率，也就是把电能直接转化为其他形式能量所需的电功率。在交流电中有功功率表示为：P=UIcosφ
P 表示有功功率 单位：瓦（ W ） 千瓦（ KW ） 兆瓦（ MW ）
U 表示电压
I 表示电流
Cosφ 表示功率因数
2、无功功率：用于电路内部电场和磁场的交换，并且用来建立维持磁场所需要的电功率。它不对外做功，只是在电路内部进行能量转换。（有功功率做功，无功功率不做功）
无功功率用 Q 表示 单位：乏（ Var ） 千乏（ KVar ）
凡是有电磁线圈，需要建立和维持磁场的电气设备，就一定要有无功功率。
例如： 40 瓦的日光灯，需要 40 瓦的有功功率，还需要 80 乏（ Var ）无功功率建立和维持电磁声场。
3、视在功率：即电路上的总功率。用 S 表示，单位：伏安（ VA ） 千伏安（ KVA ），就是交流电中电压和电流的乘积： S=UI
4、功率因数： cosφ 是衡量电器设备效率高低的一个系数。 0 ≤ cosφ ≤ 1 。是有功功率和视在功率的一个比值。 Cos φ =P/S 。φ代表电压与电流之间的相位差（相位角）。 cos φ值的大小与电器设备负荷性质有关。（ 1 ）纯电阻电器设备，因是直接消耗功率将电能转化为热能，就没有相位差，φ =0 cos φ =1 所以 P=S 阻性电器只消耗有功功率。（ 2 ）感性电器（有电感线圈的电器）相位差（相位角） 0 °＜φ＜ 90 ° 容性电器（具有电容的电器） -90 °≤φ≤ 0 °
视在功率、有功功率、无功功率、功率因数之间的关系（如图示1）： S 2 =Q 2 +P 2
Cos φ =P/S
结论：提高了功率因数，就降低了线路上无功功率的输出，也就降低了视在功率，节约了电能，减少了视在功率电流。
5、无功补偿的原理
无功功率过大的危害：（ 1 ）降低发电设备有功功率的输出。（ 2 ）降低电线设备的供电能力。（ 3 ）造成线路上电压损的增加和电能损失的增加。（ 4 ）造成电器设备在低功率下运行效率低下，电压下降乃至不能正常工作。
采取人为的方法设置无功补偿装置，来保证用电设备所需要的无功功率，减少线路上提供的无功功率。无功补偿是把具有容性功率的装置和感性功率负荷并联在同一线路上
6、无功补偿的方法：（ 1 ）集中补偿：把容性功率负荷装置集中起来对所有电器设备进行补偿的方法。（ 2 ）就地补偿：针对单个电器设备
我们的节电器是运用无功补偿的原理就地对单个或局部用电设备进行无功补偿，提高用电设备的功率因数，降低线路
额定功率就是用电设备铭牌上所标注的额定功率，其大小由设备制造过程中所决定，受设备制造工艺、技术、原材料所限制，在实际使用中不能超过其额定功率或只能短时间超功率运行，因此在用电设备选用时应该根据实际需要合理选择。如同一个成年人的最大力气由本人的体质决定，虽然有时候能够超常发挥但不能持久，所以干活要量力而行。电器设备也是一样，所以在铭牌上表明了这个设备长时间安全运行所消耗的最大电能，在数值上等于这个用电设备的额定电压与额定电流及其功率因数的成绩（直流用电设备功率因数为1）。
额定电流同样也是用电设备铭牌上所标注的用电设备正常状态下所消耗的电流，其也由设备所决定，如同一个人的力气只有在吃饱饭时才能够发挥正常，如果吃不饱则力气不够，如果吃的多会撑坏肚子，所以这个也是额定电流同样表征着这个设备的特性。在数值上等于用电设备在额定状态下运行时的额定功率除以额定电压及功率因数。
有功功率就是用电设备把电能转换为有用的功所消耗的功率，这个同样取决于设备的制造在铭牌上有了标注，其取决于用电设备的功率因数的大小，最理想情况就是纯电阻电路其功率因数为1。在交流用电设备中由于电压和电流成交变状态，所以这个有功功率又叫平均功率，即瞬时功率在一个周期内的平均值。因为这部分电能转换为其它形式的能量既是做功，所以其单位是瓦或千瓦，符号为P。
无功功率这个是非纯电阻设备中存在的一种能量交换，其是保证设备运行必须存在的一种电磁场的互相转换，其本身不消耗电能，这种能量交换的功率就是无功功率。如同中国的各种会议报告，其刚开场的各种官话、套话、废话对于会议核心内容没有任何意义，对于听着也是漠不关心，但是对于报告者是必须得，因为这是关系着报告者的思想觉悟和大局感，因为一切事情都是党领导的，虽然工作不是党干的，但是没有党是干不成的，这是干工作必须的先决条件。用电设备的无功功率不做功，但是是保证设备做功的前提，其单位用乏或千乏标示，符号是Q。
视在功率就是整个电路中电压与电流有效值的成绩，也就是用功功率与无功功率平方和的开平方，即用电设备被看成纯电阻设备所消耗的功率，若设备的功率因数为1，那么无功功率为零，此时视在功率就是有功功率。这个视在功率是所有用电设备能量转换的总和，单位是伏安或千伏安标示，符号是S。
有功功率即为P=UIcosφ ， Q=UIsinφ ，S=UI ，当φ=0度时 ，P=S=UI ，Q=0，此时电器为纯电阻设备。
电动机在额定状态下运行时，其轴上所能输出的机械功率称为额定功率。
额定功率=根号3*额定电压*额定电流*功率因数*电机效率
也就是P=√3UIcosφη
视在功率S＝√3UI 有功功率P有功＝√3UIcosθ 无功功率Q＝√3UIsinθ
视在功率的平方＝有功功率的平方+无功功率的平方
电机铭牌上的额定功率是额定输出轴功率，计算公式为：
P额定＝√3UIcosθη=P有功*η
其中P－电机的额定输出轴功率
U－额定电压
I－额定电流
cosθ —电机的功率因数
η —电机的效率
cosθ功率因数是指电机消耗的有功功率占视在功率的比值。
η 电机效率是指电机的输出功率占有功功率的比值。
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