电功率有功功率无功功率视在功率,都

电工基础知识中这个几个概念：电功率、有功功率、无功功率、视在功率，是避开不了的、是必须搞清楚的。否则，对用电负荷计算、导线截面选择和变压器容量、变频器等设备容量的选择以及对供电部门的电费收费办法、为何要进行无功补偿等等，一系列实际工作中的问题无法解决或弄清原委。

那么，电功率、有功功率、无功功率、视在功率，表示的都是功率的概念，这些功率的概念有何异同呢？

要明白电功率、有功功率、无功功率、视在功率这些概念，首先要知道什么是电功。

一、电功

1、电功的概念

在日常生活中，我们可以观察到：当电流通过电炉时，电炉会发红（光）、发热；当电流通过电灯时，电灯会发光、发热。电炉、电灯这些都是用电负载或负荷，当电流通过这些负载时，会发光、发热，也就是将电能转变为另一种其他不同形式的能量。

这些能量转换的过程都是电流做功的表现，其本质上就是：当在电负载或负荷两端加上电压时，用电负载或负荷内就建立了电场。电场力在推动自由电子定向移动过程中形成的电流所做的功，也称电流做功，电流所做的功就是电功，即电能。

能量被定义为做功的能力。它以各种形式存在，包括电能、热能、光能、机械能、化学能以及声能等。电能是各种能量中的一种形式，是指电荷移动所承载的能量。

我们日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、热能（火力发电）、原子能（原子能发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳电池等）等。电能也可转换成其他所需的能量形式。它可以采用有线或无线的形式进行远距离的传输。

2、电功的计算

电流做功的过程就是电能转化为其他形式能量的过程，用电设备做功的大小不但与加到用电设备两端的电压及流过的电流有关，还与通电时间长短有关。

假设，用电负载或负荷两端的电压为U，通过导体横截面的电荷量为q，产生的电流为I，根据电压的定义：

可得出电场力对电荷量q所做的功，即电路所消耗的电能为：

W=Uq

根据式可知q=It，故：

W=UIt

由上式可以看出，在一段电路中，电场力使电荷通过导体所做的功W与加在这段电路两端的电压U、通过导体的电流I以及通电时间t成正比。

在国际单位制中W、U、I、t的单位分别是焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）、秒（s）。

在实际应用中，电功的常用单位是千瓦小时（kW·h）。千瓦时与焦耳的换算关系：1kW·h=1×W×（60×60）s=3.6×W·s=3.6×J。1kW·h可以这样理解：一个电功率为W的灯泡连续使用10h，消耗的电功为1kW·h（即消耗1度电）。

3、电功计算举例

现有一台压力电饭煲，其工作电压是V、工作电流是1.5A，试求这台压力电饭煲正常工作2个小时后，所用的电能。

解：W=UIt=0.22*1.5*2=0.66度

答：这台压力电饭煲正常工作2小时所消耗的电能为0.66度。

二、电功率

1、电功率的概念

功率是指做功的速率或者是利用能量的速率，电功率是描述电流做功快慢的物理量。电流在单位时间（s）内所做的功叫作电功率。

2、电功率的计算

如果在时间t内，电流通过导体所做的功为W，以字母“P”标识，那么电功率为：

P=W/t

因为：W=UIt

则：P=W/t=UIt/t=UI

式中，U的单位为V；I的单位为A；P的单位为W。

3、电功率常用计量单位

电功率单位除了W（瓦）之外，常用的单位还有兆瓦(MW)、千瓦（kW）、毫瓦（mW）来表示。例如，某电机的功率标识为2kW，表示其耗电功率为2kW。也有用马力来表示的（非标准单位），它们之间的关系是：

1MW=0kW

1kW=0W

1mW=0.W

1马力=0.kW

1kW=1.36马力

4、额定功率、实际功率

额定电功率即是电气设备安全正常工作的最大电功率。电气设备正常工作时的最大电压叫作额定电压，例如ACV，即为交流V供电的条件。在额定电压下的电功率叫作额定功率。实际加在电气设备两端的电压叫作实际电压，在实际电压下的电功率叫作实际功率。只有在实际电压与额定电压相等时，实际功率才等于额定功率。

5、电功率计算举例

一台电炉通电时其电压V，通过电炉丝的电流为10A，试求电炉通电30min消耗的电能是多少？该电炉的功率是多大？

解：

W=UIt=×10×30×60=3.96×J

P=UI=×10=0W

答：电炉通电30min消耗的电能是3.96×J，该电炉的功率是0W。

下图为直流电动机电功率的计算案例：

三、有功功率

1、有功功率的概念

在交流电路中，如果是通过消耗电能而达到预定功能的元件特性是电阻性；通过储存和释放磁场能量而达到一定功能的元件特性是电感性；通过储存和释放电能量而达到一定功能的元件特性是电容性。它们是电路的三大基础元件特性。

因此用电负载分为电阻性负载、电感性负载和电容性负载。例如：用电负载或负荷可能是电炉、电饭锅一般为电阻性负载，而电冰箱、电风扇之类的一般为电感性负载。

消耗在电炉、电饭锅这些电阻性负载以及电冰箱、电风扇之类电感性负载中电阻上、功率不可逆转换的那部分功率（如转变为热能、光能或机械能）称为有功功率，简称“有功”，用“P”表示，单位是W（瓦）或kW（千瓦）。它反映了交流电源在电阻元件上做功的能力大小，或单位时间内转变为其他能量形式的电能数值。

2、有功率计算的计算

在实际上计算上，它是交流电在一个周期内瞬时功率的平均值，故又称平均功率。它的大小等于瞬时功率最大值的1/2，就是等于电阻元件两端电压有效值与通过电阻元件中电流有效值的乘积。

对于单相交流电路

有功功率 　　P=Scosф=UIcosф

对于三相交流电路

三相负载总的有功功率等于各相负载的有功功率之和，即：

三相负载总的有功功率P=P1+P2+P3=Up1Ip1cosφ1+Up2Ip2cosφ2+Up3Ip3cosφ3

如果三相负载对称，则P=3UpIpcosφ

上式是根据相电压Up1、Up2、Up3和相电流Ip1、Ip2、Ip3进行计算的，但在实际生活中，通常用线电压和线电流来计算三相负载的功率。

当负载作星形连接时

U1=√3Up1

I1=Ip1

当负载作三角形连接时

Ul=Up

I1=√3Ip1

所以，对称三相负载无论是作星形连接还是作三角形连接，其总的有功功率都可以用线电压和线电流表示为：

P=3UpIpcosφ=√3U1I1cosφ

cosφ=P/S

四、无功功率

1、无功功率的概念

在交流电路中，当用电负载为电冰箱、电风扇之类的含有电动机的电感性负载时，除了消耗有功功率以外，还会消耗无功功率。

无功功率是交流电路中由于电抗性元件（电感或电容）的存在，就存在电场与磁场的交换、需要有用电负载（电气设备）中建立和维持电场或磁场的电功率，此电功率就是无功功率，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。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。无功功率简称“无功”，用“Q”表示。单位是var（乏）或kvar（千乏）。

2、无功率计算的计算

对于单相交流电路

无功功率 　　Q=UIsinф

对于三相交流电路

无功功率为Q=3UpIpsinφ=√3U1I1sinφ

无功功率绝不是无用功率，它的用处很大。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：电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器也不会吸合。

五、视在功率

1、视在功率的概念

在交流电路中，交流电源所能提供的总功率称为视在功率或表现功率。视在功率用S表示，单位为伏安(VA)或千伏安(kVA)。

视在功率通常用来表示交流电源设备（如变压器）的容量大小，它既不等于有功功率，又不等于无功功率，但它既包括有功功率，又包括无功功率。例如，能否使视在功率kV·A的变压器输出kW的有功功率，主要取决于负载的功率因数。

2、视在功率的计算

视在功率在数值上是交流电路中电压与电流的乘积。

对于单相交流电路

视在功率 　　S=UI

对于三相交流电路

视在功率为S=3UpIp=√3U1I1

六、有功功率、无功功率、视在功率之间的关系

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