1、單相功率計(jì)算
對于單相功率計(jì)算包括有功功率、無功功率和視在功率。
①有功功率
有功功率是指電路中電阻性負(fù)載消耗的功率。對于生活與生產(chǎn)中用到負(fù)載幾乎都是感性負(fù)載,這是指的感性負(fù)載不是純感性負(fù)載,而是等效成電阻與電感串聯(lián)的負(fù)載,即負(fù)載兩端電壓滯后于電流一個角度,這個角度大于0度小于90度。等效電路圖和相量圖如下圖所示。

在上述電路中電流處處相等,電阻兩端電壓與其通過電流同相位,如上圖相量圖所示,電感兩端電壓超前其電流90度,UL和UR做平行四邊形運(yùn)算,可以得到電源電壓U,如上圖相量圖所示。
有功功率計(jì)算公式為P=I2R=IUR=UIcosɑ,其中U為電源的電壓有效值,I為電路中電流有效值,cosɑ為功率因數(shù)。有功功率的單位為瓦,符號為W。
②無功功率
由于實(shí)際負(fù)載一般為感性負(fù)載,對于感性負(fù)載來說不僅要吸收有功功率,同時還要吸收無功功率。比如電動機(jī)需要吸收無功功率建立旋轉(zhuǎn)磁場,這樣轉(zhuǎn)子才能旋轉(zhuǎn);變壓器需要吸收無功功率使用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電壓等級的變換。無功功率并不是無用之功,它和有功功率一樣都是保證負(fù)載正常運(yùn)行必不可少的。對于感性負(fù)載來說是吸收無功功率,而電容來說是發(fā)出無功功率,所以有了為了提高功率因數(shù)在負(fù)載兩端并聯(lián)電容器的做法。
無功功率的計(jì)算功率為Q=UIsinɑ,其中U為電源的電壓有效值,I為電路中電流有效值,ɑ為功率因數(shù)角。無功功率的單位為乏,符號為var。
③視在功率
視在功率是指電源提供電路的總功率,反映了交流電源的容量大小。視在功率的計(jì)算公式為S=UI,其中U為電源的電壓有效值,I為電路中電流有效值,視在功率功率的單位為伏安,符號為VA。
有功功率、無功功率和視在功率滿足功率三角形,三條邊分別為P、Q和S。功率三角形如下圖所示。

三者之間的關(guān)系為:P=Scosɑ,Q=Ssinɑ,圖片
2、三相功率計(jì)算
我們?nèi)粘I詈蜕a(chǎn)中使用的電源基本上都是三相交流電,民用電220V其實(shí)是三相電源中的一相而已。電力系統(tǒng)中三相電源為三相對稱電壓,滿足幅值相等、頻率相同、相位互差120°的條件。三相平衡負(fù)載為每相上負(fù)載的阻抗相等。如果電源為三相對稱電源,負(fù)載為三相平衡負(fù)載情況下,把這樣的電路稱為三相對稱電路。

①三相有功功率計(jì)算
一個三相電源提供的總有功功率等于電源每相發(fā)出的有功功率之和;一個三相負(fù)載接受的總有功功率等于每相負(fù)載接受的有功功率之和。即P=PA+PB+PC。
每相有功功率的計(jì)算公式見單相功率計(jì)算內(nèi)容。如果負(fù)載為三相對稱負(fù)載,則每相發(fā)出有功功率相等,所以總有功功率為:
,其中UP、IP為相電壓和相電流,在三相對稱電路中,負(fù)載三角形連接時,
;負(fù)載星形連接時,
。UL、IL分別為線電壓、線電流。所以,在三相對稱負(fù)載下,負(fù)載無論是哪種接法,三相電路有功功率計(jì)算公式都為:
,式中UL、IL分別為線電壓和線電流。對于三相電氣設(shè)備名牌上標(biāo)注的額定值為線電壓、線電流,所以對于三相電氣設(shè)備的功率一般用含有線電壓、線電流的公式進(jìn)行計(jì)算。②三相無功功率計(jì)算
一個三相電源提供的總無功功率等于電源每相發(fā)出的無功功率之和;一個三相負(fù)載接受的總無功功率等于每相負(fù)載接受的無功功率之和。即Q=QA+QB+QC。
每相無功功率的計(jì)算公式見單相功率計(jì)算內(nèi)容。如果負(fù)載為三相對稱負(fù)載,則每相發(fā)出無功功率相等,所以總無功功率為:
,其中UP、IP為相電壓和相電流,在三相對稱電路中,負(fù)載三角形連接時,
;負(fù)載星形連接時,
。UL、IL分別為線電壓、線電流。所以,在三相對稱負(fù)載下,負(fù)載無論是哪種接法,三相電路無功功率計(jì)算公式都為:
,式中UL、IL分別為線電壓和線電流。③三相視在功率計(jì)算
一個三相電源提供的總視在功率等于電源每相發(fā)出的視在功率之和;一個三相負(fù)載接受的總視在功率等于每相負(fù)載接受的視在功率之和。即S=SA+SB+SC。每相無功功率的計(jì)算公式見單相功率計(jì)算內(nèi)容。如果負(fù)載為三相對稱負(fù)載,則每相發(fā)出有功功率相等,所以總視在功率為S=3UPIP,其中UP、IP為相電壓和相電流。在三相對稱電路中,負(fù)載三角形連接時,
;負(fù)載星形連接時,
。UL、IL分別為線電壓、線電流。所以,在三相對稱負(fù)載下,負(fù)載無論是哪種接法,視在功率計(jì)算公式為
,式中UL、IL分別為線電壓和線電流。作者:鄭俊觀
