电阻和电感串联交流电路中的电功率公式
电阻和电感串联交流电路中的电功率公式
将电压三角形的每边乘以I就得到了如下右图所示的功率三角形,它表明了争先交流电路中有功功率P、无功功率Q和视在功率S之间的数量关系,也满足勾股定律。
在R、L串联(即电阻和电感)交流电路中,只有R是耗能元件,故而电路的有功功率为: 由电压三角形可知,Uc=UcosΦ,所有,有功功率一般表示为:
上述公式中cosΦ称为电路的功率因素,它是表征交流电路工作状态的重要技术数据之一。
电感L只与电源交换能量,其无功功率为:
在上述两个公式中,乘积IU是电源供给电路的总功率,虽然UI具有功率的形式,但并不是电路中真正消耗的功率,它包含着有功功率和无功功率两部分。只有有功功率才是电路实际消耗的功率。所以乘积UI称为视在功率,用字母“S”表示,视在功率的单位为伏安(VA),或千伏安(KVA):定义式为:
由上右图所示功率三角形为一直角三角形,根据勾股定律:
由于纯电感只消耗无功功率,而电阻性负载消耗有功功率,所以在电感性负载交流电路中,衡量电能被利用来作有功功率的程度用功率因素cosΦ来表示。
从有功功率P=UIcosΦ的公式中,可以看出,在同样的视在功率UI情况下,Φ越小,cosΦ越大,P越大,电源所做的有功功率越多,电能利用程度就越高。
电灯是电阻性负载,功率因素最高,Φ为零,cosΦ=1.电动机的功率因素在满载时为0.7~0.8,轻载时更低,为了充分利用发电和变电设备的能力,提高功率因素是有重大意义的。
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