無功功率是否做功?

我不是電氣專業的,據說無功功率是不做功的,
我還聽說,沒有無功功率電動機是不能轉動的,
但是電動機轉動代表著能量的轉化呀!
電動機能動就表示有別的能量轉化成了動能,
而沒有無功功率那電動機就不能轉動,
這是否證明無功功率轉化成了電動機的動能?
如果真不做功,電動機的動能哪來的?


電工學中的無功功率是因為阻抗存在虛部,電壓和電流有90度的相位差,這些元件在周期中一部分時間吸收能量,一部分時間釋放能量,從平均效果看,並不消耗能量。


說說無功功率的那點事:
首先,無功功率是電氣設備建立交變磁場和感應磁通所必須的能量,沒有它,所有需要磁場才能運行的電氣設備就無法工作。
說它是無功功率,只是因為它對外不做功,才被稱為「無功」。
無功功率是相對於有功功率而言的一個概念。所謂有功功率就是指保持用電設備正常運行所需的電功率,也就是將電能轉換為其他形式能量P機械能"光能"熱能Q的電功
例如一個25KW的電動機,就是把25KW(有功功率)的電能轉為機械能,然後通過機械設備對外做功。而無功功率是指為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率。用於路內電場與磁場的交換,起到在電氣設備中建立"維護和穩定磁場的作用。電動機內部磁場的建立就需要這個功率。
舉個例子。
就好像一個健康的人,能將一重物在一定的時間內,從甲地移動到乙地,我們說他做功了,這是有功功率的體現;那麼,維持這個人各器官正常運行,使其健康有力氣的功率就是無功功率(給身體提供營養的能量)。整個能量是由人吃的食物提供的,使其既有健康的身體(生命)又能從事勞動(搬運重物)。好比電動機工作的能量是由交流電源供給的一樣。
一般來說,通常情況下,凡是電氣設備中有電磁線圈的,就需要建立磁場,就必須要消耗無功功率。
比如:一盞40W的日光燈燈正常發光,除了需要40W的有功功率(鎮流器要消耗一部分有功功率)外,仍需要80var左右的無功功率,這主要是供鎮流器的線圈建立磁場使用的。
——————————————————————————————————————
再來說說電機。
我們知道三相鼠籠式非同步電動機的工作原理:它是在定子通入三相交流電,產生旋轉磁場,轉子線圈在其作用下產生感生電流,從而使轉子產生轉矩,電動機旋轉起來對外做功。
這裡給我們的直觀現象是轉子的轉動帶動機械設備工作,而旋轉磁場的建立我們是看不見的。
這個旋轉磁場就是消耗無功功率建立"保持的,如果沒有這個旋轉磁場電動機就不能工作,從旋轉磁場的作用就可以看出無功功率是不可缺少的。

說了這麼多,我們可以得出:無功功率很重要!無功功率很重要!無功功率真的很重要!!!

無功功率是用電設備建立磁場和能量交換所必需的,在感性電氣設備的運行過程中起著重要的作
用。那麼,是不是無功功率越大越好呢?實際不是這樣,無功功率的過高或過低會在供"用電過程中會產生一些不良的影響。
主要表現在以下幾個方面:
一是降低電器有功功率的輸出;
二是當增加無功功率時,就會降低輸"變電設備的供電能力;
三是會造成電器線路電壓損失增大與電能損耗增加;
四是當無功功率不足時,會造成低功率因數運行和電壓下降,使得電器設備容量發揮不夠。
這也象我們人一樣,營養不良或過剩都影響身體健康,勞動能力下降。為了消除這些影響,在實際供"用電系統中要進行無功功率補償。


變壓器的原理清楚么?
原方線圈要是想把能量(即有功)傳給副方線圈,必須在兩者間建立交變磁場,而交變磁場的建立則是依靠無功功率,如果沒有無功功率,那麼有功功率則無法傳遞過去。
我看你之前的評論,是想知道有功功率是怎麼傳遞的。

無功功率作的事就是建立磁場,沒錯,就是中間那幾圈虛線。
變化的磁場在副方線圈,沒錯,就是N2側,感應出了感應電勢E2.
這時,如果副方線圈側有阻性負載,沒錯,阻性負載,那麼就會產生有功功率。
這個有功功率從本質上來說是U1提供的,但它的出現離不開磁場的建立,即離不開無功功率。

這個結論一點道理都沒有。
沒有無功功率電機就不能動,有無功功率電機才能動,並不能說明是無功功率轉化為了電機的動能,只能說是無功功率的存在是電機動的一個必要條件。
至於為什麼題主問的是非同步電機,而我說的是變壓器。蛤,這兩個的模型是一樣一樣的。
以上語言多有不嚴謹之處,請多擔待。
以上。


題主又提了關於無功補償與電壓平衡的問題,已在後面更新。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
題主,你沒有學過電氣相關基礎知識,跟你講相量和復功率你也沒法理解,我就只好以其他的東西來類比了。
有一個窮鬼,他沒有一分錢,但是他偏要過好生活,假設這哥們想要買一個車。但是他沒有錢。不過,這個哥們是個幸運的人,他發現一個山洞,他放一塊錢在洞里,第二天就變成兩塊錢。他算了一下,不錯,我要買個100萬的車,我只要先找村裡的土豪借100萬,然後在這放一天,第二天我就有200萬,我再把100萬還給土豪,這樣我就可以實現我的願望啦。於是,他真的就這麼做了,結果還真給他做成了。他如願白賺了100萬,開啟了豪車。
這個故事裡面,這個一無所有的窮鬼就是電動機,山洞就是電磁感應定律,土豪就是電源。窮鬼先找土豪借了100萬,這個錢就是無功,這個錢窮哥們沒有花掉,而是通過山洞變成200萬以後又原封不動還給土豪了。而剩下的100萬,窮哥們花掉了,這就是有功,這部分才是真正被消耗掉的錢(能量)。
故事完了嗎?回答題主的疑惑應該已經完了。不過既然講了個這故事,就順便吧這裡面的來龍去脈都講一講。
可是這哥們窮瘋了,一有錢馬上就花掉了,存不下錢,他又想了個絕招,我乾脆借了土豪錢不還了,這樣我就一直有錢花了。於是他找土豪借了1萬,每天都放在洞口,然後每天得1萬,然後得到的每天又被他花完了,他就一直借著土豪的錢,過著自己的日子。電動機就這樣一直一直轉動了起來。
為什麼這個洞口會一直有錢出來呢,因為土豪家有個內奸,他跟法拉第約好了,洞口放多少,他就從土豪家偷相應的錢出來,這個錢還是從土豪家來的。電機的有功來自於電源。
法拉第是誰?法拉第這哥們搞定了土豪家的內奸,跟他定下了洞口的這個約定。法拉第電磁感應定律。
小日子過得挺不錯的,要是一直這樣活下去,這窮哥們也能衣食無憂了。但人生總有不測風雲,突然有一天土豪要搬走了,於是向這個窮哥們要他還錢(電源斷開了)。但是這哥們每天變出來錢都花了,沒有留一分錢,他有的還是只有土豪借給他那1萬塊錢。這時候,還給土豪的錢就有講究啦。要是正好是在窮哥們從山洞把錢拿出來以後,還沒來得及放回山洞(磁場強度過零點),他正好能全部還給土豪(沒有剩磁)。要是窮哥們正好放了一部分在山洞了,土豪友走的急,說你有多少還多少,於是窮哥們就把手裡的還了,山洞裡的就沒有還(磁場強度非過零點時斷電,有剩磁)。這時候土豪搬走了,山洞也就沒有以前的魔力了(本來也不是什麼魔力,只不過是法拉第和土豪家的內奸串通的把戲而已)窮哥們手裡就只有最後沒有還給土豪的那一點錢(剩磁)。
題主又問到了端電壓和無功補償的問題,那我就繼續這個故事。端電壓降低是另一個問題。前面故事裡土豪是有無窮多的錢的(無窮大電源)。但是實際上,土豪再土豪他的錢也是有限的,如果土豪有100萬,窮哥們借1萬對土豪幾乎沒有影響,就回到了前面的故事。如果土豪只有2萬,但是窮哥們要借1萬,那土豪就有點捉襟見肘咯,可能連自己的生活質量都受到影響(無功需求很大,導致電壓急劇下降)。這時土豪就得想想辦法,一個是跟窮哥們討價還價,你少借我一點,讓我的生活質量不至於那麼低,你也能夠生活(在低電壓水平達到新的平衡)。或者土豪想到他兄弟是開錢莊的,這個鬼每天不勞動也不花錢(不發出有功也不消耗有功),就是拿著錢借來借去(無功補償裝置)。土豪說,你要借這麼多,可以找錢莊借呀,他們錢多。於是窮哥們與錢莊老哥開心的在一起了。(加入無功補償裝置後,電能質量有了大幅提升)
這個故事還有很多可以講。


你說的是什麼電機啊親,無功一般用來勵磁的。


其實,直流電機到可以沒有無功功率,也能做功的


題主應該反過來想,是電動機轉起來了我們才能定義其中一部分叫做有功功率另一部分叫做無功功率,而不是先有有功和無功的定義,其中無功專門用來建立磁場有功專門用來傳遞能量。


舉個栗子吧,類似於你馬上要餓死了,有功是米飯饅頭煎餅果子,無功是水,水不會讓人出現轉機,可水有助於你吃下去並且消化掉。
一個栗子不夠,再來一個。
你家門上的鎖長時間不用打不開了,你靈機一動,把鉛筆粉末放進去了一點兒。結果鎖開關順暢的跟新的一樣。此刻無功是鉛筆末,有功是你轉動鑰匙的力。


需要講這麼複雜嗎?簡單而言,就是能量被暫時存儲起來,然後再做後續某個時間釋放掉。如果釋放的超過了存儲的,就叫有功功率。計算方便搞出來的概念而已。


我的理解是無功功率提供了一個做功的環境,沒有這個環境無法做功,但是這個環境本身能量不消耗,或者實際上消耗了但又發出能量還給了你。


我學習不好,後面的話大家別當真
———————————
我看到題目的第一眼,我懵了。
真的。
我已經學了三年電氣了,第一反應懵了。
感覺電氣白學了。
然後冷靜下來,邱關源的《電路》裡面說過的,《電機學》也說過。我還知道無功功率對電力系統有哪些影響。如何計量用戶的無功功率。
但是我真的不知道如何準確的解釋,要不等會我去查書去!!!!!(貌似和虛部或者相位有關???)
,,,,,,,,,,,,

——————————


白冰冰說得對


首先說什麼是(平均)功率,P=W/t,能量除以時間。先不要想電機——分成勵磁和主電路。
復功率在電工學上是S=U I* ,S=P+jQ .而產生無功的原因:1.交流電 2.儲能元件——電容、電感。
也就是功率其實一直都有,有功功率P是消耗在電阻上的,無功功率「消耗」在L、C上。
電感L上能量W=1/2*L*I^2,電容C上W=1/2*C*U^2,能量隨著電流(電壓)變化,一段時間吸收、一段時間釋放,平均值P=0.

有功無功理解,請參考如何理解有功功率與無功功率? - 電氣工程

再說電機。永磁電機使用永磁體(磁鐵),不需要勵磁支路,消耗無功會少很多(非電機方向,請指正)。而其他電機都需要勵磁支路建立磁場。高中物理知識就知道,通電線圈產生磁場。
具體直流電機與交流電機(同步、非同步)就不具體說了。
電機吸收無功是用來建立磁場的。嗯,就是這樣。


唉,給懂電氣專業的學生都講不清楚。何況是個外行

看了這麼多的評論,真為題主的智商捉急!!
隔行如隔山,給你怎麼講?有些東西是要在有共同的知識前提下才能交流的,不然正常交流無法展開!你問電動機是怎麼工作的,作為電氣專業的學生來說,電機學是四大天書之一。你先去看相關的書去吧,看完了也不一定懂。但是到那個時候就可以交流了。還有不要再問白如冰了,他沒學過電機學,他不知道。我雖然知道,可是你讓我給你怎麼講?這就跟我在初中的時候向研究生請教積分為什麼要那樣積,人家沒法回答,其實只要高數看前面幾章差不多就懂了。無功功率也一樣,你看書,哪裡不懂可以問。你問電機怎麼工作?我還想問你,你知道電機分為幾種嗎?!!!你要知道的是哪一種?!!!


無功功率從整個過程來看是不吸收/放出能量的,因為前後的作用相互抵消了,但這並不妨礙它在每一個時刻都吸收/放出著能量


回答題主說的為何沒有無功的時候電動機無法轉動:無功是用來建立電磁場的,而電磁場在電動機里你可以想像成一根皮筋,連結著定子和轉子,也就是電能和機械能,如果沒有這個皮筋,定子里「旋轉」的交流電就沒法扯著轉子旋轉了。而這個橡皮筋實際是沒法做有功的。也就是說,無功用來建立了一個有功輸送/轉化的通道。


看了以上這麼多, 沒找到我想要的答案。


無功功率簡單的說就是在系統中存在電容和電抗,這些儲能原件會吸收功率,但不會消耗,所以不會消耗有功功率,書上就把這個稱做無功功率。


大家沒答到點子上,無功功率的定義根本就不是功率的定義,只是其定義式Q=UIsina的量綱是功率量綱,所以才取名叫無功功率的,用這個來表徵瞬時功率的無功分量的程度,如果題主不知道什麼是瞬時功率的無功分量,自然不懂為什麼說無功功率不做功。
大家散了吧,題主半吊子知識就以為自己懂了全部,語氣讓人真不爽


沒有無功,意味著不能建立磁場或電場,某些情況下就不具備產生有功的條件。電動機是比較典型的例子。


推薦閱讀:

在TN-C-S系統中PEN線是如何分成PE線和N線的?
自動化控制中的設備測點的所謂硬接線、通訊兩種聯繫方式有什麼區別?
電氣工程師最後都去做什麼了?
電力系統碩士六大區域性電力設計院工作內容及前景到底怎樣?
能否實現利用交流電竊取計算機數據?

TAG:物理學 | 電力 | 電力工程師 | 電氣工程師 | 電氣工程 |