如何找到交流電路中的功率

交流電源與直流電源不同。每個人都知道直流電能夠加熱有源負載 R。如果您開始用直流電給包含電容器 C 的電路供電，一旦充電，該電容器就不會再通過電路。

直流電路中的線圈 L 通常可以像磁鐵一樣工作，尤其是當它包含鐵磁芯時。在這種情況下，具有有源電阻的線圈引線將與與線圈串聯連接的電阻器 R 沒有任何不同（並且與線圈引線的歐姆電阻具有相同的額定值）。

無論哪種方式，在負載僅由無源元件組成的直流電路中， 瞬態過程 它們幾乎在她開始餵食並且不再出現時就結束了。

交流電和電抗元件

對於交流電路，其中瞬變即使不是決定性的也是最重要的，並且這種電路的任何元件不僅能夠以熱或機械功的形式耗散能量，而且能夠進行最少的以電場或磁場形式積累的能量會影響電流，引起一種非線性響應，這不僅取決於所施加電壓的幅度，還取決於通過的電流的頻率。

因此，對於交流電，功率不僅以有源元件上的熱量形式耗散，而且一些能量被連續積累然後返回到電源。這意味著電容性和電感性元件會抵抗交流電的通過。

在電路中 正弦交流電 電容器首先充電一半週期，然後在下半週期放電，將電荷返回電源，依此類推電源正弦波的每個半週期。交流電路中的電感器會在一個週期的前四分之一期間產生磁場，在該磁場的下一個四分之一期間減弱，能量以電流的形式返回到源頭。這就是純容性和純感性負載的行為方式。

對於純容性負載，電流超前電壓為電源正弦波週期的四分之一，即超前 90 度，如果從三角角度看（當電容器中的電壓達到最大值時，通過它的電流為零，當電壓開始過零時，負載電路中的電流將最大）。

對於純感性負載，電流滯後於電壓90度，即滯後四分之一的正弦週期（當加在電感上的電壓最大時，電流才開始增加）。對於純有源負載，電流和電壓在任何時刻都不滯後，即嚴格同相。

總功率、無功功率和有功功率、功率因數

事實證明，如果交流電路中的負載不是完全有源，則其中必然存在電抗元件：變壓器和電機繞組的電感元件、電容器和其他具有電容元件的電容元件，甚至只是電線的電感等。

結果，在交流電路中，電壓和電流異相（不同相，這意味著它們的最大值和最小值不與最大值重合——與最大值重合，最小值與最小值重合）和電流總是滯後於電壓一定角度，通常稱為 phi。餘弦 phi 的大小稱為 功率因數，因為餘弦 phi 實際上是負載電路中不可挽回消耗的有功功率 R 與必須通過負載的總功率 S 的比值。

交流電壓源向負載電路提供總功率 S，該總功率的一部分每四分之一周期返回到電源（返回並來回移動的部分稱為 無功分量 Q), 部分以有功功率 P 的形式消耗——以熱或機械功的形式。

為了使包含電抗元件的負載按預期工作，它需要由全功率電源供電。

如何計算交流電路中的視在功率

要測量交流電路中負載的總功率 S，只需將電流 I 和電壓 U 相乘，或者更確切地說是它們的平均值（有效）值，這很容易用交流電壓表和電流表測量（這些設備準確地顯示平均值，有效值，對於兩線單相網絡，該值小於振幅的 1.414 倍）。這樣，您就會知道從電源到接收器的功率有多少。取平均值是因為在常規網絡中電流是正弦曲線，我們需要得到每秒消耗能量的準確值。

如何計算交流電路中的有功功率

如果負載是純有源性質的，比如鎳鉻合金的加熱線圈或白熾燈，那麼只需將電流表和電壓表的讀數相乘，這就是有源功耗P。但是如果負載具有有功-無功性質，那麼計算就需要知道餘弦phi，即功率因數。

專用電測裝置 — 相位計, 將允許您直接測量餘弦 phi，即獲得功率因數的數值。知道餘弦 phi，剩下的就是將它乘以總功率 S，其計算方法在上一段中有所描述。這將是有功功率，即網絡消耗的能量的有源部分。

如何計算無功功率

要找到無功功率，只需使用勾股定理的推論、設置功率三角形或簡單地將總功率乘以正弦波即可。