如何找到交流电路中的功率

交流电源与直流电源不同。每个人都知道直流电能够加热有源负载 R。如果您开始用直流电给包含电容器 C 的电路供电，一旦充电，该电容器就不会再通过电路。

直流电路中的线圈 L 通常可以像磁铁一样工作，尤其是当它包含铁磁芯时。在这种情况下，具有有源电阻的线圈引线将与与线圈串联连接的电阻器 R 没有任何不同（并且与线圈引线的欧姆电阻具有相同的额定值）。

无论哪种方式，在负载仅由无源元件组成的直流电路中， 瞬态过程 它们几乎在她开始喂食并且不再出现时就结束了。

交流电和电抗元件

对于交流电路，其中瞬变即使不是决定性的也是最重要的，并且这种电路的任何元件不仅能够以热或机械功的形式耗散能量，而且能够进行最少的以电场或磁场形式积累的能量会影响电流，引起一种非线性响应，这不仅取决于所施加电压的幅度，还取决于通过的电流的频率。

因此，对于交流电，功率不仅以有源元件上的热量形式耗散，而且一些能量被连续积累然后返回到电源。这意味着电容性和电感性元件会抵抗交流电的通过。

在电路中 正弦交流电 电容器首先充电一半周期，然后在下半周期放电，将电荷返回电源，依此类推电源正弦波的每个半周期。交流电路中的电感器会在一个周期的前四分之一期间产生磁场，在该磁场的下一个四分之一期间减弱，能量以电流的形式返回到源头。这就是纯容性和纯感性负载的行为方式。

对于纯容性负载，电流超前电压为电源正弦波周期的四分之一，即超前 90 度，如果从三角角度看（当电容器中的电压达到最大值时，通过它的电流为零，当电压开始过零时，负载电路中的电流将最大）。

对于纯感性负载，电流滞后于电压90度，即滞后四分之一的正弦周期（当加在电感上的电压最大时，电流才开始增加）。对于纯有源负载，电流和电压在任何时刻都不滞后，即严格同相。

总功率、无功功率和有功功率、功率因数

事实证明，如果交流电路中的负载不是完全有源，则其中必然存在电抗元件：变压器和电机绕组的电感元件、电容器和其他具有电容元件的电容元件，甚至只是电线的电感等。

结果，在交流电路中，电压和电流异相（不同相，这意味着它们的最大值和最小值不与最大值重合——与最大值重合，最小值与最小值重合）和电流总是滞后于电压一定角度，通常称为 phi。余弦 phi 的大小称为 功率因数，因为余弦 phi 实际上是负载电路中不可挽回消耗的有功功率 R 与必须通过负载的总功率 S 的比值。

交流电压源向负载电路提供总功率 S，该总功率的一部分每四分之一周期返回到电源（返回并来回移动的部分称为 无功分量 Q), 部分以有功功率 P 的形式消耗——以热或机械功的形式。

为了使包含电抗元件的负载按预期工作，它需要由全功率电源供电。

如何计算交流电路中的视在功率

要测量交流电路中负载的总功率 S，只需将电流 I 和电压 U 相乘，或者更确切地说是它们的平均值（有效）值，这很容易用交流电压表和电流表测量（这些设备准确地显示平均值，有效值，对于两线单相网络，该值小于振幅的 1.414 倍）。这样，您就会知道从电源到接收器的功率有多少。取平均值是因为在常规网络中电流是正弦曲线，我们需要得到每秒消耗能量的准确值。

如何计算交流电路中的有功功率

如果负载是纯有功性质的，比如镍铬合金的发热圈或白炽灯，那么只需将电流表和电压表的读数相乘，就是有功功耗P。但是如果负载具有有功-无功性质，那么计算就需要知道余弦phi，即功率因数。

专用电测装置 — 相位计, 将允许您直接测量余弦 phi，即获得功率因数的数值。知道余弦 phi，剩下的就是将它乘以总功率 S，其计算方法在上一段中有所描述。这将是有功功率，即网络消耗的能量的有源部分。

如何计算无功功率

要找到无功功率，只需使用勾股定理的推论、设置功率三角形或简单地将总功率乘以正弦波即可。