功率關係
將電壓三角形的每邊乘以I就得到了如下右圖所示的功率三角形,它表明了爭先交流電路中有功功率P、無功功率Q和視在功率S之間的數量關係,也滿足勾股定律。
在R、L串聯(即電阻和電感)交流電路中,只有R是耗能元件,故而電路的有功功率為:
由電壓三角形可知,Uc=UcosΦ,所有,有功功率一般表示為:
上述公式中cosΦ稱為電路的功率因數,它是表徵交流電路工作狀態的重要技術數據之一。
電感L只與電源交換能量,其無功功率為:
在上述兩個公式中,乘積IU是電源供給電路的總功率,雖然UI具有功率的形式,但並不是電路中真正消耗的功率,它包含著有功功率和無功功率兩部分。只有有功功率才是電路實際消耗的功率。所以乘積UI稱為
勾股定理
由於純電感只消耗無功功率,而電阻性負載消耗有功功率,所以在電感性負載交流電路中,衡量電能被利用來做有功功率的程度用功率因數cosΦ來表示。
從有功功率P=UIcosΦ的公式中,可以看出,在同樣的視在功率UI情況下,Φ越小,cosΦ越大,P越大,電源所做的有功功率越多,電能利用程度就越高。
電燈是電阻性負載,功率因素最高,Φ為零,cosΦ=1.電動機的功率因數在滿載時為0.7~0.8,輕載時更低,為了充分利用發電和變電設備的能力,提高功率因數是有重大意義的。