有功,无功功率
从字面上理解就是做功和不做功的功率。不做功的是因为负载电路中有电感和电容的存在。
电容和电感的电压电流关系
设加在两端的电压都是 U = U m a x s i n w t U=U_{max}sinwt U=Umaxsinwt
电容和电感两端电压电流的关系
电容两端的电压电流关系
I
=
d
Q
d
t
=
C
d
U
d
t
=
C
U
m
a
x
w
c
o
s
w
t
(式子1-1)
I=\frac{dQ}{dt}=\frac{CdU}{dt}=CU_{max}wcoswt\tag{式子1-1}
I=dtdQ=dtCdU=CUmaxwcoswt(式子1-1)
通过上式1-1可知,电容两端的电流超前电压
2
π
\LARGE \frac{2}{\pi}
π2
电感两端电压电流关系
U
=
d
Ψ
d
t
=
L
d
I
d
t
=
L
I
m
d
s
i
n
w
t
d
t
=
L
I
m
w
c
o
s
w
t
(式子1-2)
U=\frac{d\Psi}{dt}=\frac{LdI}{dt}=\frac{LI_mdsinwt}{dt}=LI_mwcoswt\tag{式子1-2}
U=dtdΨ=dtLdI=dtLImdsinwt=LImwcoswt(式子1-2)
从上式子1-2可知电感两端的电压超前电流相位
2
π
\LARGE \frac{2}{\pi}
π2
为什么是无功功率(以电容为例)
电流方向和电压方向不同说明电容向电网放电,都知道电容是一个储能元件。在电流流向电容自身的过程中电容两端电压升高,当电网的电压达到最大值,电容电压也达到最大,但这时电容不再充电;接着由于电网电压下降,电容自身电压高,会把自身电能反馈到电网。
为什么减少无功功率
无功功率和有功功率之和才是电网必须提供的视在功率。而为了满足用户的负载的正常运行,无功功率也是必须的。但是无功功率的不在用户侧做功,却是在导线传输中做功了,这样会导致很多电能的浪费,可能遇到电网电压不足等问题。
因此,一般电气中会有PFC电路。当然最好的负载情况当然是纯阻性负载。也就是电感和电容的电压和电流刚好互补(感觉就是电路中的谐振情况,电容的容抗和电感的感抗刚好抵消掉)。