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无功功率
原图链接图片来源于汇图网

无功功率是为了衡量交换能量的情况，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。

中文名称：无功功率

外文名称：reactive power

表达式：Q=UIsinφ

应用学科；电气工程

简介

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在交流电路中，凡是具有电感性或电容性的元件，在通过后便会建立起电感线圈的磁场或电容器极板间的电场。因此，在交流电每个周期内的上半部分(瞬时功率为正值)时间内，它们将会从电源吸收能量用建立磁场或电场;而下半部分(瞬时功率为负值)的时间内，其建立的磁场或电场能量又返回电源。因此，在整个周期内这种功率的平均值等于零。就是说，电源的能量与磁场能量或电场能量在进行着可逆的能量转换，而并不消耗功率。

为了反映以上事实并加以表示，将电感或电容元件与交流电源往复交换的功率称之为无功功率，简称“无功”，用“Q”表示。单位是乏(Var)或千乏(KVar)。

无功功率是交流电路中由于电抗性元件(指纯电感或纯电容)的存在，而进行可逆性转换的那部分电功率，它表达了交流电源能量与磁场或电场能量交换的最大速率。

实际工作中，凡是有线圈和铁芯的感性负载，它们在工作时建立磁场所消耗的功率即为无功功率。如果没有无功功率，电动机和变压器就不能建立工作磁场。

计算公式

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1、单相无功功率的计算：

根据公式推导，无功功率Q的计算公式为：Q＝UIsinΦ

式中：sinΦ—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，Φ＝90°,sinΦ＝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，Φ＝0°，sinΦ＝0，所以Q＝0，即只消耗有功功率而不需要无功。

2、三相无功功率的计算：

无功功率Q=1.732UIsinΦ

cosΦ=P/S由此可见功率因数cosΦ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。

当三相负载平衡时：Q=3*U相*I相*sinΦ=√3*U线*I线*sinΦ

当三相负载不平衡时：分别计算各相功率，再求和，Q=Q1+Q2+Q3=U1*I1*sinΦ1+U2*I2*sinΦ2+U3*I3*sinΦ3

物理意义

无功功率是指电能消耗在感抗方面的电能，把电能转变为交变电磁埸能，当负载利用磁能或电场能做功时，无功功率是做功的，利用电阻小的材料做导体（如变压器和电动机）。变压器是电能转变交变电磁埸能，再利用交变电磁埸转变电能的设备，电动机是由电能转变为机械能的设备。无功功率它好比在宏观力学中消耗在重力方面的功率，可称为“保守功率”，可以补偿。

单相功率表

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单相功率表采用交流采样技术，能测量电网中的单相有功功率或者单相无功功率，可通过面板按键设置编程及倍率。性价比极高。具有安装方便、接线简单、维护便利、工程量小、现场可编程设置输入参数等特点，并且能够完成业界不同PLC，工控计算机的组网通信。

功能：测量单相有功功率或者单相无功功率

显示：一排LED数码管显示

扩展：AC5A以上需配电流互感器，AC500V以上需配电压互感器

可配：RS485通讯接口、二路开关量输出（2DO）、二路开关量输入（2DI）、一路模拟量输出（1AO）

与有功功率无功功率的关系

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视在功率与有功功率和无功功率构成一个直角三角形，我们称为功率三角形，三者之间的 关系式： S=P^2+Q^2 ，COSφ=P/S,COSφ为功率因数,φ为相位角。

1. 有功功率：P= 1.732UIcosφ 以千瓦（kW）为单位，用P表示；

2.无功功率：Q= 1.732UIsinφ 单位是乏（Var）或千乏(KVar)，用Q表示。

3..视在功率 S= 1.732UI 以千伏安(kVA)为单位的是S表示。U为线电压，I为线电流， φ相电压与相电流的相位差 。

S²＝Q²＋P²

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。

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