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号称多年老师傅,能一句话解释清楚无功功率是什么吗?

无功功率对于电工来说,是一个很常见的词,但一旦问他们无功功率是什么,能说个七七八八的人却很少。若在网上找查资料或看书,就会涉及到相对复杂的计算,这对基础较为薄弱的电工来说,更是如看天书。


今天,我将
在不涉及公式计算的基础上给大家讲解无功功率,旨在让大家理解无功功率的含义,至少在别人问你无功功率是什么的时候,不至于答不出来。

在讲无功功率前,我们首先要知道两点:无功功率仅适用于交流电路,直流电路中是没有无功功率这种说法的;无功功率仅和电感或电容有关,和电阻无关

其实,在交流电路中,有三个重要的功率,其中和电感、电容有关的叫无功功率和电阻有关的叫有功功率有功功率与无功功率的结合就是视在功率

电感的无功功率叫感性无功,而电容的无功功率就叫容性无功,两者非常相似,所以我们只需要理解其中一个就好。接下来我将从电感出发来给大家讲解无功功率。

众所周知,变压器、电机等设备中都有线圈,而线圈流过电流就会产生磁场。忽略线圈的电阻值,它在电路中就是电感元件。

在交流电路中,电压和电流都是交变的,它们的大小和方向都作周期变化,这个交变的电流流过电感,就会产生交变的磁场。而磁场是具有能量的,例如两块磁铁能相互产生力的作用而吸引或排斥,就是因为磁铁所激发的磁场具有能量,对另一块磁铁做功。

磁场越强,其具有的能量就越大,所以在交流电路中,若交变电流变大,磁场就变强,此时电感将吸收电能;若电流变小,磁场将变弱,电感也就释放电能。换言之,随着交变电流的变大变小,电感也在不断的吸收能量和释放能量(即交换能量)

相对于电阻的耗能特性而言,电感(电阻为零)是不消耗能量的,它仅和电源交换能量。但在交换的过程中,电感有吸收能量的情况,这意味着电源首先得有一部分能量来给电感吸收,即使电感又会把这份能量给回电源。

为了便于理解,再讲无功功率之前,我们先了一下解有功功率。有功功率其实就是平均功率,前文说过,有功功率只和电阻有关,而电阻是耗能元件,所以有功功率就是指电阻消耗电能的快慢,重点在于“消耗”两字。在实际交流电路中,凡是涉及到有电能消耗的,就意味着电路中必存在电阻,也必存在有功功率。

例如实际的电感线圈,电阻不可能为零,所以它多多少少都有一定的有功功率,但在电路分析中,线圈往往会忽略电阻(有功为零),仅看其电与磁交换的部分。

既然有功功率是耗能的体现,那么很显然,无功功率就是无耗能的体现。另外,不管有功功率还是无功功率,它们都是一种“功率”,所谓功率,是指能量变化的快慢,例如有功功率表示了电阻消耗电能的快慢。那么举一反三,无功功率是不是就是指电感(或电容)交换能量的快慢呢?没错!

为了区别于电阻的有功消耗,我们把电感或电容的这种不消耗电能,仅交换能量的过程的最快速度称为无功功率(即瞬时功率的最大值),你明白了吗?

知道了无功工功率的含义后,我们可以试着解释电容的无功功率。电感的无功功率表现为电能与磁场能的交换,而电容,却是电能与电场能的交换。简单来说,就是在交流电路中,随着电压的变化,电容两极板间的电场也会发生变化,若电压变大,电场就增强,电容也就吸收能量;若电压变小,电场变弱,电容将释放能量,和电感一样,电容也在不断的吸收和释放能量,这个吸收和释放的最快速度,就是电容的无功功率!

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