純電阻電路的功率因數(shù)

一、純電阻電路

純電阻電路就是既沒有電感，又沒有電容，只包含有線性電阻的電路。在實(shí)際生活中，由白熾燈、電烙鐵、電阻爐或電阻器組成的交流電路都可以近似地看成是純電阻交流電路。

1、純電阻電路的功率

在任一瞬間，電阻中的電流瞬時(shí)值與同一瞬間電阻兩端電壓的瞬時(shí)值的乘積，稱為電阻獲取的瞬時(shí)功率，用PR表示，即:

P R =uRi=(U~Rm~sinωt)^2^/R

由于瞬時(shí)功率時(shí)刻變動(dòng)，不便計(jì)算，因而通常都是計(jì)算一個(gè)周期內(nèi)取用功率的平均值，即平均功率。平均功率又稱有功功率，用P表示。

電流、電壓用有效值表示時(shí)，其功率P的計(jì)算與直流電路相同，即:

P=URI=I^2^R=U~R~^2^/R

2、純電阻電路的功率因數(shù)

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(φ)的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)cosφ表示。負(fù)載為純電阻時(shí),電流和電壓同相位，它們之間沒有相位差, 即φ=0°因此純電阻電路的功率因數(shù)cosφ=cos0°=1。

二、純電感電路

由電阻很小的電感線圈組成的交流電路，都可近似地看成是純電感電路。

1、純電感電路的功率

純電感線圈時(shí)而“吞進(jìn)”功率，時(shí)而“吐出”功率，在一個(gè)周期內(nèi)的平均功率為零，平均功率不能反映線圈能量交換的規(guī)模，因而就用瞬時(shí)功率的最大值來(lái)反映這種能量交換的規(guī)模，并把它叫做電路的無(wú)功功率。無(wú)功功率用字母QL表示。QL的大小為：

Q L =ULI=I^2^X~L~=U~L~^2^/X~L~

為與有功功率相區(qū)別，無(wú)功功率的單位是乏。在上式中，當(dāng)各物理量的單位分別用伏特、安培、歐姆時(shí)，無(wú)功功率的單位是乏（var）。

必須指出，“無(wú)功”的含義是“交換”而不是“消耗”，它是相對(duì)“有功”而言的，絕不能理解為“無(wú)用”。

2、純電感電路的功率因數(shù)

在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosφ=P/S。純電感通過(guò)交流電時(shí)，只有無(wú)功功率Q L ，有功功率為零，即P=0。因此純電感電路的功率因數(shù)cosφ=P/S=0/S=0。

三、純電容電路

由介質(zhì)損耗很小，絕緣電阻很大的電容器組成的交流電路，可近似看成純電容電路。

1、純電容電路的功率

在純電容電路中，電容器是時(shí)而“吞進(jìn)”功率，時(shí)而“吐出”功率，因而電容器不消耗有功功率(平均功率)，在一個(gè)周期內(nèi)的平均功率為零。

和純電感電路相類似，為了衡量電容器和電源之間的能量交換，用瞬時(shí)功率的最大值來(lái)標(biāo)志其交換的規(guī)模，并稱之為無(wú)功功率，用QC表示，它的數(shù)學(xué)式為:

Q C =UCI=I2X~C~=U~C~^2^/X~C~

無(wú)功功率QC的單位也是乏（var）。

2、純電容電路的功率因數(shù)

在數(shù)值上，功率因數(shù)等于有功功率和視在功率的比值，即cosφ=P/S。純電容通過(guò)交流電時(shí)，只有無(wú)功功率Q C ，有功功率為零，即P=0。因此純電容電路的功率因數(shù)cosφ=P/S=0/S=0。