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物理意義

[車友頭條-車友號-車友說車]  物理意義：表示物體做功快慢的物理量。

物理定義：單位時間內所做的功叫功率。功率是表示物體做功快慢的物理量。 

物理公式

功率可分為電功率，力的功率等。故計算公式也有所不同。

電功率計算公式：P=W/t =UI；

在純電阻電路中，根據歐姆定律U=IR代入P=UI中還可以得到：P=I2R=(U2)/R

在動力學中：功率計算公式：1.P=W/t（平均功率）2.P=FV；P=Fvcosα（瞬時功率）

因為W=F（F力）×S（s位移）（功的定義式），所以求功率的公式也可推導出P=F·v：

  

P=W /t=F*S/t=F*V（此公式適用於物體做勻速直線運動）

公式中的P表示功率，單位是「瓦特」，簡稱「瓦」，符號是W。

W表示功。單位是「焦耳」，簡稱「焦」，符號是J。

T表示時間，單位是「秒」，符號是"s"。

物理單位

1、國際單位：瓦特（W） 2、常用單位：1 kW=1×103W 1 MW=1×103kW=1×106W 1馬力=735W

馬力：功率越大轉速越高，汽車的最高速度也越高，常用最大功率來描述汽車的動力性能。最大功率一般用馬力（PS）或千瓦（kW）來表示，1馬力等於0.735千瓦。1W=1J/s。

物理規律

在串聯電路中 (I1=I2)， P1:P2=U1:U2=R1:R2=W1:W2

在並聯電路中 (U1=U2)， P1:P2=I1:I2=R2:R1=W1:W2

各種稱謂

功率就是表示物體做功快慢的物理量，物理學裡功率P=功J/時間t，單位是瓦w，我們在媒體上常常看見的功率單位有kW、Ps、hp、bhp、whpmw等，還有義大利以前用的cv，在這裡邊千瓦kW是國際標準單位，1kW=1000W，用1秒做完1000焦耳的功，其功率就是1kw。日常生活中，我們常常把功率俗稱為馬力，單位是匹，就像將扭矩稱為扭力一樣。

在汽車上邊，最大的做功機器就是引擎，引擎的功率是由扭矩計算出來的，而計算的公式相當簡單：功率(w)=2π×扭矩(Nm)×轉速(rpm)/60，簡化計算後成為：功率（W）=扭矩（Nm）×轉速（rpm）/9.549。

由於英制與公制的不同，對馬力的定義基本上就不一樣。英制的馬力(hp)定義為：一匹馬於一分鐘內將200磅(lb)重的物體拉動165英尺(ft)，相乘之後等於33，000lb-ft/min；而公制的馬力（PS）定義則為一匹馬於一分鐘內將75kg的物體拉動60米，相乘之後等於4500kg.g.m/min。

經過單位換算，(1lb=0.454kg；1ft=0.3048m)竟然發現1hp=4566kgm/min，與公制的1PS=4500kg.g.m/min有些許差異，而如果以瓦作單位（1W=1Nm/sec=1/9.8kg.g.m/sec）來換算的話，可得1hp=746W；1ps=735W，兩項不一樣的結果，相差1.5%左右。

德國的DIN與歐洲共同體的新標準EEC與日本的JIS是以公制的PS為馬力單位，而SAE使用的是英制的hp為單位，但由於世界一體化經濟的來臨和為了避免複雜換算，越來越多的原廠數據已改提供毫無爭議的國際標準單位千瓦kW作為引擎輸出的功率數值。

功率因素

1、柴油發電機振蕩失步的特徵

1）定子電流超出正常值，電流表指針將激烈地撞擋。

2）定子電壓表的指針將快速擺動。

3）有功功率表指針在錶盤整個刻度盤上擺動。

4）轉子電流表指針在正常值附近快速擺動。

5）發電機發出鳴叫聲，且叫聲的變化與儀表指針的擺動頻率相對應。

6）其他並列運行的發電機的儀表也有相應的擺動

2、發電機振蕩失步時的處理方法

發電機振蕩失去同步時應注意以下幾條：

1）要通過增加勵磁電流來產生恢復同步的條件；

2）要適當地調整該機的負荷，以幫助恢復同步；

3）當整個電廠與系統失去同步時，該電廠的所有發電機都將發生振蕩，除設法增加每臺發電機的勵磁電流外，在無法恢復同步的

情況下，為使發電機免遭持續電流的損害，應按規程規定，在2分鐘後將電廠與系統解列。

新型測量儀器

概述

測量功率的裝置稱為功率計，根據被測信號頻率分類，功率計可分為：直流功率計、工頻功率計、變頻功率計、射頻功率計和微波功率計。由於直流功率等於電壓和電流的簡單乘積，實際測量中，一般採用電壓表和電流表替代。工頻功率計是應用較普遍的功率計，常說的功率計一般都是指工頻功率計。變頻功率計是21世紀變頻調速技術高速發展的產物。其測量對象為變頻電量，變頻電量是指用於傳輸功率的，並且滿足下述條件之一的交流電量：

常見變頻電量 (5張)

1、信號頻譜僅包含一種頻率成分，而頻率不局限於工頻的交流電信號。

2、信號頻譜包含兩種或更多的被關注的頻率成分的電信號。

變頻電量包括電壓、電流以及電壓電流引出的有功功率、無功功率、視在功率、有功電能、無功電能等。

除了變頻器輸出的PWM波，二極體整流的變頻器輸入的電流波形，直流斬波器輸出的電壓波形，變壓器空載的輸入電流波形等，均含有較大的諧波，右圖中為常見變頻電量的波形及相關頻譜圖。

由於變頻電量的頻率成分複雜，變頻功率計的測量一般包括基波有功功率（簡稱基波功率）、諧波有功功率（簡稱諧波功率）、總有功功率等，相比工頻功率計而言，其功能較多，技術較複雜，一般稱為變頻功率分析儀或寬頻功率分析儀，部分高精度功率分析儀也適用於變頻電量測量。

變頻功率分析儀可以作為工頻功率分析儀使用，除此之外，一般還需滿足下述要求：

1、滿足必要的帶寬要求，並且採樣頻率應高於儀器帶寬的兩倍。

2、要求分析儀在較寬的頻率範圍之內，精度均能滿足一定的要求。

3、具備傅立葉變換功能，可以分離信號的基波和諧波。

技術指標

帶寬：50kHz~100kHz；

變頻功率分析儀 (4張)

採樣頻率：大於帶寬的2倍；

電壓、電流準確級：0.02級、0.05級、0.1級、0.2級、0.5級；

功率準確級：0.05級、0.1級、0.2級、0.5級、1級；

準確級適用基波頻率範圍：DC，0.1Hz~400Hz；

準確級適用電壓範圍：0.75%Un~150%Un；

準確級適用電流範圍：1%In~200%In；

準確級適用功率因數範圍：0.05~1。

間歇功率：機器在空轉的情況下的功率。

不良功率因數的產生原因

開關電源的輸入端通常採用由整流二極體和濾波電容組成的整流濾波電路，220V交流輸入市電整流後直接接電容器濾波，以得到波形較為平滑的直流電壓。

但是由整流二極體和濾波電容組成的整流濾波電路是一種非線性元件和儲能元件的組合，雖然交流輸入市電電壓的波形Vi是正弦的，但是整流元件的導通角不足180o，一般只有60°左右，導致輸入交流電流波形嚴重畸變，呈脈衝狀。由整流二極體和濾波電容組成的整流濾波電路主要存在如下的問題：

（一）啟動時產生很大的衝擊電流，約為正常工作電流的十幾倍至數十倍。

（二）正常工作時，由於整流二極體的導通角很小，形成一個高幅度的窄脈衝，電流波峰因數（CF）高、電流總諧波失真（THD）通常超過100%，同時引起電網電壓波形的畸變。

（三）功率因數（PF）低，一般在0.5～0.6左右。

脈衝狀的輸入電流含有大量的諧波成份，但是交流輸入電流中只有基波電流才做功，其餘各次諧波成份不做功，即各次諧波成份的平均功率為零，但是大量的諧波電流成份會使電路的諧波噪聲增加，需在整流電路的輸入端增加濾波器，濾波器即貴、體積和重量又大。同時大量諧波電流成份倒流入電網，會造成電網的諧波「汙染」。一則產生「二次效應」，即諧波電流流過線路阻抗造成諧波電壓降，諧波電壓降反過來又會使電網電壓波形（原來是正弦波）發生畸變，二則會造成輸入電流有效值加大，使線路和變壓器過熱，同時諧波電流還會引起電網LC諧振，或高次諧波電流流過電網的高壓電容，使之過電流而發生爆炸。對三相交流供電，由於大量的諧波電流成份還會使中線電位偏移，中線電流過電流而發生故障等。感性負載或容性負載都會使交流輸入電壓、電流產生附加相移，使線路功率因數降低，電能利用率降低；非電阻性負載還會產生嚴重的諧波失真，對電網造成幹擾。（文/車友號 車友說車）