修水利需要挖土方運(yùn)土,運(yùn)土?xí)r用竹筐裝滿土,挑走的土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是無功功率,目的是將土運(yùn)到大堤上(有功功率由發(fā)電機(jī)經(jīng)線路到用戶消耗掉),竹筐不是沒用,沒有竹筐泥土怎么運(yùn)到堤上呢?(無功用于建立和維持磁場(chǎng),將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能,由磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能,例如變壓器一次線圈里是電路,只存在電的聯(lián)系,通過只有磁路聯(lián)系的鐵芯,將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能,再由鐵芯和二次線圈將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能)。
什么是有功功率?
有功功率(p)是指保持設(shè)備運(yùn)行所需要的電功率,也就是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量(機(jī)械能,光能,熱能等)的電功率。
比如:5.5千瓦的電動(dòng)機(jī)就是把5.5千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,帶動(dòng)水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒。
無功功率過高的缺點(diǎn)
1)無功功率會(huì)導(dǎo)致電流增大和視在功率增加,導(dǎo)致系統(tǒng)容量下降;
2)無功功率增加,會(huì)使總電流增加,從而使設(shè)備和線路的損耗增加;
3)使線路的壓降增大,沖擊性無功負(fù)載還會(huì)使電壓劇烈波動(dòng)。
配電網(wǎng)中的電感性電氣設(shè)備如變壓器、電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、鈉燈、日光燈等投入運(yùn)行后,不僅要從電力網(wǎng)中吸收有功功率用于做功,而且還要吸收無功功率建立磁場(chǎng),這樣就導(dǎo)致電力客戶的自然功率因數(shù)一般都比較低。我國對(duì)電力客戶的用電,規(guī)定了必須達(dá)到的功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
有功可以直接測(cè)量;有功與無功混在一起,無法直接區(qū)分開來,可以通過功率因數(shù)表測(cè)量。
什么是無功功率?
無功功率比較抽象,它主要用于電氣設(shè)備內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的能量交換,在電氣設(shè)備(電路系統(tǒng))中建立和維護(hù)磁場(chǎng)的功率,不表現(xiàn)對(duì)外做功。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備,要建立磁場(chǎng),就要消耗無功功率。
比如:40瓦的日光燈,除需40多瓦有功功率(鎮(zhèn)流器也需消耗一部分有功功率)來發(fā)光外,還需80乏左右的無功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場(chǎng)用。
為什么功率分有功功率與無功功率?
請(qǐng)查看下表:
從表中可以看出,電路中僅有電阻,電壓與電流是不會(huì)有相位差,有功功率即為全功率。但是,實(shí)際的用電設(shè)備中,還存在著電感、電容元件,使得電壓與電流有相位差,從而有有功與無功之分。
其計(jì)算公式如下:
有功功率與無功功率的關(guān)系
電機(jī)運(yùn)行時(shí)所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),就是靠無功功率來建立和維護(hù)的。有了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng),才能使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)機(jī)械的運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。
變壓器的工作也需要無功功率,使一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),二次線圈感應(yīng)出電壓。
舉一個(gè)簡單的例子說明:
把有功看作面粉,把無功看作水。
通過水的幫助,面粉轉(zhuǎn)化成各種各樣的食物。
類似的,“有功”在“無功”的幫助下,進(jìn)行做功完成能量的轉(zhuǎn)化。
有功與無功,缺一不可
凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)都需要建立磁場(chǎng),而建立及維護(hù)磁場(chǎng)消耗的能量都來自無功功率。
沒有無功功率電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)、變壓器不能運(yùn)行、電抗器不能工作、繼電器不會(huì)動(dòng)作,所有設(shè)備中的磁場(chǎng)無法建立,電氣設(shè)備也就不會(huì)運(yùn)行。
因此供電系統(tǒng)中除了對(duì)用戶提供有功功率,還要提供無功功率,兩者缺一不可,否則電氣設(shè)備將無法運(yùn)行。