本文介绍了三相交流电路中电功率的计算公式,包括三相总有功功率的计算公式,星形接法与三角形接法时电路功率的计算公式,以及三相负载无功功率的计算公式等。
三相交流电路的功率计算公式
一、三相电电路功率的计算公式
三相总有功功率:。
负载对称时:,由负载性质决定。
因为
● 星形接法时:。
● 三角形接法时:。
因此,不变,仍然是各相负载电压与电流的相位差。
三相负载无功功率:。
负载对称时:。
同样有:。
三相电路的视在功率:。
负载对称时:。
二、电功率
电路中的电功率,是表示电消耗能量快慢与多少。电器设备在单位时间内电流所做的功称为电功率,简称功率,用符号P表示,单位为瓦特(W)。
1、直流电路的电功率
在直流电路中,电功率P与电压U或电动势E、电流I 之间的关系为P=UI=U²/R=I²R(负载消耗功率),P=EI(电源输出功率)。小功率用电器的功率用瓦(W)表示,大功率用电器和电力设备的功率通常用千瓦(kW)或兆瓦(MW)表示,而电子设备的功率很小,一般用毫瓦(mW)或微瓦(uW)表示,它们的换算关系为:
1 千瓦(kW)=10³瓦(W),1 兆瓦(MW)=10∧6瓦(W),1 毫瓦(mW)=10-∧3瓦(W),1微瓦(uW)=10-∧6瓦(W)。
2、三相交流电路的电功率
三相交流电路中,它分为三相对称负载或三相不对称负载电路。另外,在计算电功率时,需要看电器负载是什么性质的负载,其中包括有纯电阻性负载,例如白炽灯、电炉、电热水器等,它们属于纯电阻性负载,这种电路中的电压与电流是同相位,电压与电流之间的关系,不论用瞬时值、最大值还是有效值表示,均符合欧姆定律,但一般计算都用有效值,即I=U/R。
①纯电阻电路中,电阻性负载的功率因数基本上等于1,电阻元件的功率分为瞬时功率、平均功率或有功功率。
由于交流电路中的电压、电流都随时间变化,所以功率也是变化的,每一瞬间电压与电流的乘积称为瞬时功率。
由于瞬时功率的计算和测量都很不方便,所以通常都是用瞬时功率在一个周期内的平均值来表示,称为平均功率或有功功率,即 P=UI=I²R=U²/R。
② 如果是纯电感性负载(如变压器、三相异步交流电动机等),它在电路中两端的电压比流过电感的电流超前90º,电压与电流的有效值关系满足欧姆定律,即I=U/XL XL为感抗(Ω),其大小由式子XL=ωL=2πfL决定。即电感性负载在交流电路中存在一个功率因数因素,故计算时得考虑它的存在,一般取值为0.75~0.85。即三相交流电路中的电功率P=3UxIxcosφ=√3ULILcosφ。Ux为相电压,Ix为相电流,UL为线电压,IL为线电流,cosφ为每相的功率因数。