有功功率与无功功率

　　在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。

　　有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。

　　无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率（镇流器也需消耗一部分有功功率）来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。

　　无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压。

　　通常从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。

　　有功功率与无功功率、视在功率的计算方法及公式

　　有功功率：在交流电路中，每个瞬时的有功功率是不同的，且不断变化，一般用平均有功功率（一个周期内功率的平均值）来度量电路中消耗能量的情况。

　　对于单相交流电路，计算公式为 P＝UI COSа

　　式中 ： P—有功功率（瓦）U—交流电压有效值（伏）I—交流电流有效值（安）COSа——负载的功率因数

　　有功功率的单位是瓦（W）或千瓦（KW）、兆瓦（MW）。当负载为纯电阻时，电压与电流相同，а＝0°，COSа＝1，电阻消耗的功率全部是有功功率（P=UI）。

　　当负载是纯电感或纯电容时，电压和电流的相位差а=90°，COSа=0，有功功率 P=0，所以纯电感或纯电容负载是不消耗有功功率的。

　　无功功率：为了衡量交换能量的司情况，人们用能量交换过程中功率的最大值（即瞬时功率的最大值）来表示无功功率。根据公式推导，无功功率Q的计算公式为：Q＝UISinа

　　式中：Sinа—交流电压与电流相位差的正弦值。无功功率的单位是乏（var）或千乏（Kvar）、兆乏（Mvar）。

　　当负载为纯电感或纯电容时，а＝90°，sinа＝1，所以Q＝UI，即只有无功功率而不消耗有功。

　　当负载为纯电阻时，а＝0°，sinа＝0°，所以Q＝0°，即只消耗有功功率而不需要无功。

　　视在功率：在一般交流电路中，输送的电功率中即有有功成分，又有无功成分，因此其电压有效值与电流有效值的乘积，即不是有功功率，也不是无功功率，而是它们的合成量，这个合成量就叫视在功率，用字母S表示： S＝UI视在功率的单位为伏安（VA），或千伏安（KVA）、兆伏安（MVA）。

　　交流发电设备都是按照规定的电压和电流进行设计和使用的，所以有时用视在功率表示设备的容量是比较方便的，例如变压器的容量就是指它的视在功率。视在功率S、有功功率P、无功功率 Q三者之间的数量关系，恰好相当于直角三角形的三边关系，S相当于斜边，P和Q相当于两条直角边，称为功率三角形，其换算公式如下：

　　S＝√Q²＋P²

　　cosа＝P/S

　　由此可见功率因数cosа可以定义为，负载消耗的有功功率与其视在功率的比值，它表征了负载消耗的有功功率在视在功率中所占比例。

　　有功功率与无功功率的区别

　　功率分三种功率，有功功率P、无功功率Q和视在功率S。

　　电压与电流之间的相位差（Φ）的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S

　　三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系：两个直角边是有功功率、无功功率，斜边是视在功率。

　　有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。

　　三相负荷中，任何时候这三种功率总是同时存在：

　　视在功率S=1.732UI

　　有功功率P=1.732UIcosΦ

　　无功功率Q=1.732UIsinΦ

　　功率因数cosΦ=P/S

　　sinΦ=Q/S

　　有功功率

　　电能用于做功被消耗，它们转化为热能、光能、机械能或化学能等，称为有功功率；又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，以字母P表示，单位瓦特。

　　无功功率

　　在具有电感或电容的电路中，电感或电容在半周期的时间里又将贮存的磁场（或电场）能量送给电源，与电源进行能量交换，并未真正消耗能量，我们把与电源交换能量速率的振幅称为无功功率。