有功、無功、視在功率,三者有什麼關係?

2020-12-13 水煮電氣

在電工日常工作中，大家是否遇到這樣的問題，我們見到變壓器的容量單位是千伏安（KVar）,電動機的輸出功率單位是千瓦(KW)，而電容補償的功率單位是乏或千乏(Var)，同樣是表示電功率的單位，會出現這三種不同的名稱呢？這就涉及到我們今天要講的問題，無功功率（單位Var或Var）；有功功率（單位：W或KW）；視在功率（單位：Var或KVar）以及功率因數四者之間的內在關係，也會涉及到下一篇文章《無功補償的概念和計算》。

一.在電網中，由電源供給負載的電功率有兩種：一種是有功功率，另一種是無功功率

無功功率（Q）：許多用電設備均是根據電磁感應原理工作的，如配電變壓器、電動機等，電動機需要建立和維持旋轉磁場，使轉子轉動，從而帶動機械運動，電動機的轉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生磁場，在二次線圈感應出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。

有功功率（P）：所謂有功功率，即能將電能轉化為其他能量形式的一種可以直接消耗掉的電功率，比如電機將電能轉化為機械能，在不考慮效率的情況下，11KW的電機每小時能將11KWH的電能轉化為同等的機械能；100W的白熾燈1小時能將0.1KWH的電能轉化成光能；同樣1KW的加熱器每小時能將1KWH的電能轉化成熱能等等，有功功率是能直接轉化成其他能量形式的電功率。

視在功率（S）：某種意義上來說，是有功功率P和無功功率Q之和；對於電源來說，視在功率是由有功和無功功率混合而成，比如變壓器提供的功率既包含有功也包含無功功率，所以變壓器的容量單位就是視在功率，單位為千伏安（KVar）。

二. 有功功率、無功功率、視在功率之間的關係

想說明三者的關係，我們先要了解什麼是功率因數。

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S.

那麼從者就可看出，這三者相當於直角三角形三條表，大小滿足勾股定理。

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