正弦交流电路的瞬时功率、平均功率与功率因数、功率三角
形、视在功率、无功功率
一、瞬时功率
电路在任一瞬间吸收的功率称为瞬时功率。
设正弦交流电路输入端口的电压与电流取关联参考方
向,它们分别为,,则
式中为电压与电流的相位差。
二、平均功率与功率因数
瞬时功率的平均值称为平均功率,也称有功功率,用 P 表示,单位
为瓦( W )。
根据定义可知:
可见: 1) P 是一个常量,不仅与电压、电流有效值有关,还与它们相位差的余弦有关。
2) 式中称为功率因数,通常用表示,即。
因为
,
所以。
3) 对于纯电阻来说,电压与电流同相,,;
对于纯电感来说,电压超前电流,,所以;
而对于纯电容来说,电压滞后电流,,所以。
4 )平均功率守恒,即
三、无功功率
正弦稳态一端口电路内部与外部能量交换的最大速率定义为无功功率,用字母 Q 表示,单位
为乏。
可见: 1) Q 也是一个常量,由 U 、 I 及三者乘积确定。
2)
3 )无功功率也守恒,即
四、视在功率
在电工技术中,把电路端口电压有效值与电流有效值的乘积称为电路的视在功率,用字母 S 表示,
单位为伏安( VA ),即
它反映电源设备的额定容量。
* 视在功率无物理意义,不满足守恒定律。
五、功率三角形
P 、 Q 和 S 三者之间可用三角形联系起来,此三角形称为功率三
角形,如图所示。
例:已知某二端口的总电压V ,总电流
A ,
求该二端口的 P 、 Q 、 S 、及。
解:W
var
VA。