作为衡量电源效能高低、做工好坏以及研发实力的功率因数,到底有什么作用?相信很多玩家的心中一直存有疑问,各大论坛也是为此争论不休,但大都婆说婆有理,公说公有理,没有统一的参考标准。眼下ZOL论坛的一位网友给出了物理学理论依据,在行的玩家都过来看看,验证一下这位热心网友的说法。发扬百家争鸣的精神,各抒已见,深层研究一下,功率因数高是否就一定能省电?以帮助众多DIY玩家解开心中困惑。(以下结论仅代表“秋水长天”网友观点)
看到很多朋友认为功率因数高就省电,其实并不全面,而且很可能是错误的认识,我在此从物理学角度讲解一下。前提,要对数学知识有所掌握。目前我国所使用的市电是50Hz的交流电,市电的电压和电流理论上是标准的正弦波。
【交流电功率】 在交流电中电流、电压都随时间而变化,因此电流和电压的乘积所表示的功率也将随时间而变化。交流电功率可分为:瞬时功率、有功功率、视在功率(又叫做总功率)以及无功功率。(1)瞬时功率(Pt)。由瞬时电流和电压的乘积所表示的功率。Pt=i(t)·u(t),它随时间而变。对任意电路, i与u之间存在着相位差i(t)=Imsinωt,u(t)=Umsin(ωt+φ)。即
在纯电阻电路中,电流和电压之间无相位差,即φ=0,瞬时功率Pt=IU
位时间内所用的能量,或在一个周期内所用能量和时间的比。在纯电阻电路中,
纯电阻电路中有功功率和直流电路中的功率计算方法表示完全一致,电压和电流都用有效值计算。
以上说明电感电路和电容电路中能量只能在电路中互换,即电容与电源、电感与电源之间交换能量,对外无能量交换,所以它们的有功功率为零。对一般电路的平均功率为
(3)视在功率(S)。在交流电路中,电流和电压有效值的乘积叫做视在功率,即S=IU。它可用来表示用电器本身所容许的最大功率(即容量)。(4)无功功率(Q)。在交流电路中,电流、电压的有效值与它们的相位差φ的正弦的乘积叫做无功功率,即Q = IUsinφ。它和电路中实际消耗的功率无关,而只表示电容元件、电感元件和电源之间能量交换的规模。有功功率,无功功率和视在功率之间的关系,可由图3-57所示的“功率三角形”来表示。
【功率因数】它是发电机输送给负载的有功功率和视在功率的比,即
可见功率因数cosφ是反应电能利用率大小的物理量。提高用电设备的功率因数就可以提高发电机总功率中的有功功率。
结论:对于使用市交流电的朋友来说,提高功率因数对节省电费来说是一点用没有的。如果使用的电是来自自己的发电机,提高功率因数能节省燃料。
这里提示一下,大家所使用的电度表,只能测出有功功率。
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