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為什么電網中存在有功功率與無功功率?

在日常生活中,老百姓的家用電費是通過有功功率計算的。那么,無功功率在電網系統中扮演著什么樣的角色呢?今天,讓我們一起來品閱一下它們之間的故事。

什么是有功功率?

有功功率(P)是指保持設備運行所需要的電功率,也就是將電能轉化為其它形式的能量(機械能,光能,熱能等)的電功率。

比如:5.5千瓦的電動機就是把5.5千瓦的電能轉換為機械能,帶動水泵抽水或脫粒機脫粒。

什么是無功功率?

無功功率比較抽象,它主要用于電氣設備內電場與磁場的能量交換,在電氣設備(電路系統)中建立和維護磁場的功率,不表現對外做功。凡是有電磁線圈的電氣設備,要建立磁場,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(鎮流器也需消耗一部分有功功率)來發光外,還需80乏左右的無功功率供鎮流器的線圈建立交變磁場用。

為什么功率分有功功率與無功功率?

請查看下表:

從表中可以看出,電路中僅有電阻,電壓與電流是不會有相位差,有功功率即為全功率。但是,實際的用電設備中,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。

其計算公式如下:

有功功率與無功功率的關系

電機運行時所需的旋轉磁場,就是靠無功功率來建立和維護的。有了旋轉的磁場,才能使轉子轉動,帶動機械的運行,從而實現電能轉換為機械能。

變壓器的工作也需要無功功率,使一次線圈產生磁場,二次線圈感應出電壓。

舉一個簡單的例子說明:

把有功看作面粉,把無功看作水。

通過水的幫助,面粉轉化成各種各樣的食物。

類似的,“有功”在“無功”的幫助下,進行做功完成能量的轉化。

有功與無功,缺一不可

凡是有電磁線圈的電氣設備運行時都需要建立磁場,而建立及維護磁場消耗的能量都來自無功功率。

沒有無功功率電機不能轉動、變壓器不能運行、電抗器不能工作、繼電器不會動作,所有設備中的磁場無法建立,電氣設備也就不會運行。

因此供電系統中除了對用戶提供有功功率,還要提供無功功率,兩者缺一不可,否則電氣設備將無法運行。

關鍵詞: 無功功率 有功功率

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