有功功率與無功功率

　　在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。

　　有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（機(jī)械能、光能、熱能）的電功率。比如：5.5千瓦的電動機(jī)就是把5.5千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒；各種照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為光能，供人們生活和工作照明。

　　無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設(shè)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(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用。由于它不對外做功，才被稱之為“無功”。

　　無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機(jī)械運(yùn)動，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動機(jī)就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓。

　　通常從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置的道理。

　　有功功率與無功功率、視在功率的計算方法及公式

　　有功功率：在交流電路中，每個瞬時的有功功率是不同的，且不斷變化，一般用平均有功功率（一個周期內(nèi)功率的平均值）來度量電路中消耗能量的情況。

　　對于單相交流電路，計算公式為 P＝UI COSа

　　式中 ： P—有功功率（瓦）U—交流電壓有效值（伏）I—交流電流有效值（安）COSа——負(fù)載的功率因數(shù)

　　有功功率的單位是瓦（W）或千瓦（KW）、兆瓦（MW）。當(dāng)負(fù)載為純電阻時，電壓與電流相同，а＝0°，COSа＝1，電阻消耗的功率全部是有功功率（P=UI）。

　　當(dāng)負(fù)載是純電感或純電容時，電壓和電流的相位差а=90°，COSа=0，有功功率 P=0，所以純電感或純電容負(fù)載是不消耗有功功率的。

　　無功功率：為了衡量交換能量的司情況，人們用能量交換過程中功率的最大值（即瞬時功率的最大值）來表示無功功率。根據(jù)公式推導(dǎo)，無功功率Q的計算公式為：Q＝UISinа

　　式中：Sinа—交流電壓與電流相位差的正弦值。無功功率的單位是乏（var）或千乏（Kvar）、兆乏（Mvar）。

　　當(dāng)負(fù)載為純電感或純電容時，а＝90°，sinа＝1，所以Q＝UI，即只有無功功率而不消耗有功。

　　當(dāng)負(fù)載為純電阻時，а＝0°，sinа＝0°，所以Q＝0°，即只消耗有功功率而不需要無功。

　　視在功率：在一般交流電路中，輸送的電功率中即有有功成分，又有無功成分，因此其電壓有效值與電流有效值的乘積，即不是有功功率，也不是無功功率，而是它們的合成量，這個合成量就叫視在功率，用字母S表示： S＝UI視在功率的單位為伏安（VA），或千伏安（KVA）、兆伏安（MVA）。

　　交流發(fā)電設(shè)備都是按照規(guī)定的電壓和電流進(jìn)行設(shè)計和使用的，所以有時用視在功率表示設(shè)備的容量是比較方便的，例如變壓器的容量就是指它的視在功率。視在功率S、有功功率P、無功功率 Q三者之間的數(shù)量關(guān)系，恰好相當(dāng)于直角三角形的三邊關(guān)系，S相當(dāng)于斜邊，P和Q相當(dāng)于兩條直角邊，稱為功率三角形，其換算公式如下：

　　S＝√Q2＋P2

　　cosа＝P/S

　　由此可見功率因數(shù)cosа可以定義為，負(fù)載消耗的有功功率與其視在功率的比值，它表征了負(fù)載消耗的有功功率在視在功率中所占比例。

　　有功功率與無功功率的區(qū)別

　　功率分三種功率，有功功率P、無功功率Q和視在功率S。

　　電壓與電流之間的相位差（Φ）的余弦叫做功率因數(shù)，用符號cosΦ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S

　　三種功率和功率因素cosΦ是一個直角功率三角形關(guān)系：兩個直角邊是有功功率、無功功率，斜邊是視在功率。

　　有功功率平方+無功功率平方=視在功率平方。

　　三相負(fù)荷中，任何時候這三種功率總是同時存在：

　　視在功率S=1.732UI

　　有功功率P=1.732UIcosΦ

　　無功功率Q=1.732UIsinΦ

　　功率因數(shù)cosΦ=P/S

　　sinΦ=Q/S

　　有功功率

　　電能用于做功被消耗，它們轉(zhuǎn)化為熱能、光能、機(jī)械能或化學(xué)能等，稱為有功功率；又叫平均功率。交流電的瞬時功率不是一個恒定值，功率在一個周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特。

　　無功功率

　　在具有電感或電容的電路中，電感或電容在半周期的時間里又將貯存的磁場（或電場）能量送給電源，與電源進(jìn)行能量交換，并未真正消耗能量，我們把與電源交換能量速率的振幅稱為無功功率。