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交流电中的无功功率和有功功率,减少无功功率

交流电中的无功功率和有功功率,减少无功功率

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

交流电中的无功功率和有功功率,减少无功功率

为什么是无功功率(以电容为例)

交流电中的无功功率和有功功率,减少无功功率
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)。