第八节、交流电的功率*
由于电感和电容对交流电的相位有影响，交流电在功率向题上也表现出跟直流电不同的特点，在一般的交流电路中，功率的表达式 P = UI 不再成立。这一点从图 3–23 所示的实验中就可以看出来，把电阻和电感串联在电路中，接通电路后，用仪表分别测出电流、电压和功率，从仪表的读数可以知道，P < UI。计算表明，交流电的功率表达式是
其中，ϕ 是电流和电压之间的相差，cosϕ 叫做功率因数。P 是交流电路中实际消耗的功率，叫做有功功率，单位用瓦或千瓦，乘积 UI 叫做视在功率，单位用伏安或千伏安。
功率因数的大小，决定于电路的性质。在白炽电灯、电炉等纯电阻电路中，电流和电压同相，ϕ = 0，cosϕ = 1，P = UI。在电动机、日光灯的电路中，不仅有电阻，还有电感，电流和电压不是同相，ϕ ≠ 0，cosϕ < 1，P < UI。
发电机或变压器都有一定的额定电流和额定电压，通常所说的发电机或变压器的容量，就是指它的额定电流和额定电压的乘积，也就是它的额定视在功率，在正常情况下，电流和电压都不允许超过额定值，否则发电和变压器就会损坏或缩短寿命，由公式 P = UIcosϕ 知道，如果 cosϕ 很小，即使电流和电压都已达到额定值，有功功率 P 还是很小，供电设备的利用率就很低。为了充分利用供电设备的容量，必须提高电路的功率因数。
怎样才能提高功率因数呢？让我们来做一个实验，在图 3–23 的电路中，并联一个适当的电容器，如图 3–24 所示，接通电路后，从仪表的读数可以知道，P 跟 UI 的比值，比没接电容器以前大了，即功率因数提高了，在有电感的电路中，电流落后于电压，并联上电容器以后，由于电容有使电流超前于电压的作用，这个作用跟电感使电流落后的作用抵消或部分抵消，所以电流和电压之间的相差减小，功率因数就提高了。
我国规定，工厂用电的功率因数不得低于 0.85。在变电所或工厂的配电室里，常装有电容器，并联在电路中，就是为了提高电路的功率因数。
发布时间：2025/3/14 上午11:39:43 阅读次数：195
