交流电的有功功率,有功功率和无功功率

如何理解有功功率与无功功率？

如何理解有功功率与无功功率？答：在电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的，它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在用电负荷与电源之间往复交换，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。无功功率反映了内部与外部往返能量交换的情况。

无功功率在电网中并不是没有任何作用的，反而它的作用很大，电动机需要从电源吸收无功功率来建立和维持旋转的磁场以使其正常运行，变压器需要无功功率通过一次绕组建立和维持交变磁场才能在二次绕组中感应出电压。因此，电感性用电设备不但需要从电源取得有功功率，还必须从电源取得无功功率才能满足运行需求。而在电网中有功功率即为实际消耗掉的电源能量，用电设备将电源的能量通过各种方式转换成了光能、机械能、热能等其他形式的能源。

从微观波形上来讲交流电源的电压和电流都是正弦波形曲线，当电压和电流相位角不相等时在一个周期内的电压和电流的乘积有可能为正也有可能为负，电压和电流乘积为正即为吸收电网的功率，乘积为负即为对电网发出功率。在这样的电路中电压或电流的一个周期中吸收电网的总功率视为有功功率，而对外发出的功率视为无功功率。当电压和电流相位角相差90°时，在电压或电流的一个周期内吸收的功率和发出的功率相等，也就是说周期内吸收的总功率为零，这种负载即视为纯感性或纯容性负载。

怎能理解视在功率，有功功率，无功功率？

怎样理解视在功率，有功功率，无功功率？♥电能的功率是电压和电流的乘积。因为交流电路的电压和电流均为正弦波变化，因此其功率也是随着正弦波变化而不断变化的。交流电路使用视在功率、有功功率、无功功率来表征功率情况。首先我们讲解有功功率的含义，电能是通过用电设备转化为其他能量被利用的。例如乘坐高铁时电能被转换为机械能；给电池充电时，电能被转化为化学能；使用电灯照明时电能被转换为热能。

这些能量转换的功率在一个交变周期上的平均值就是有功功率。有功功率通常用符号P来表示，它反应的是被用电设备转换为其他形式并消耗的功率。数值上等于电压、电流有效值的乘积，再乘以电压、电流相位差φ的余弦。其表达式为P=UIcosφ，单位为瓦（W）、千瓦（KW）和兆瓦（MW）。交流电路中存在大量的电感性原件和电容性原件。

电感性原件先在半个周期吸收电能，转换为电感内的磁场能，并在另外半个周期释放磁场能，转换为电能反馈给电源。而电容性原件先在半个周期吸收电能转换为电容内的电场能。并在另外半个周期释放电场能，转换为电能反馈给电源。这两种能量交换的功率也是随时间变化的，其估值被称为无功功率。无功功率通常用符号Q来表示，反应的是用电设备与电源周期性的进行交换，但没有被消耗的功率。

数值上等于电压、电流有效值的乘积，再乘以电压电流相位差φ的正弦。其表达式为Q=UIsinφ，单位为乏（var）和千乏（Kvar）。▲视在功率数值上等于电压与电流有效值的乘积与有功功率和无功功率在数值上，构成直角三角形关系，通常用符号S表示。其表达式为S=UI，单位为伏安（VA）和千伏安（KVA）。根据三角函数的关系式可得S²=P² Q²或S=√P² Q²。

视在功率既不等于有功功率，又不等于无功功率，但它既包括有功功率，又包括无功功率。视在功率与有功功率、无功功率的关系见下图所示。图中φ为功率因数角，也就是电压与电流向量的夹脚。通常我们把电气设备的是在功率称为容量。如果交流电路中存在电感性原件或电容性原件，电源提供的一部分功率就将用于这些元件的充放电，实际上得到利用功率减少了，我们将有功功率与视在功率的比值定义为功率因素。