為什么電網(wǎng)中存在有功功率與無功功率？

摘要：在日常生活中，老百姓的家用電費(fèi)是通過有功功率計(jì)算的。那么，無功功率在電網(wǎng)系統(tǒng)中扮演著什么樣的角色呢?今天，讓我們一起來品閱一下它們之間的故事。

什么是有功功率?

有功功率(P)是指保持設(shè)備運(yùn)行所需要的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量(機(jī)械能，光能，熱能等)的電功率。

比如：5.5千瓦的電動(dòng)機(jī)就是把5.5千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動(dòng)水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒。

什么是無功功率?

無功功率比較抽象，它主要用于電氣設(shè)備內(nèi)電場與磁場的能量交換，在電氣設(shè)備(電路系統(tǒng))中建立和維護(hù)磁場的功率，不表現(xiàn)對(duì)外做功。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。

比如：40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率(鎮(zhèn)流器也需消耗一部分有功功率)來發(fā)光外，還需80乏左右的無功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場用。

為什么功率分有功功率與無功功率?

請(qǐng)查看下表：

從表中可以看出，電路中僅有電阻，電壓與電流是不會(huì)有相位差，有功功率即為全功率。但是，實(shí)際的用電設(shè)備中，還存在著電感、電容元件，使得電壓與電流有相位差，從而有有功與無功之分。

其計(jì)算公式如下：

有功功率與無功功率的關(guān)系

電機(jī)運(yùn)行時(shí)所需的旋轉(zhuǎn)磁場，就是靠無功功率來建立和維護(hù)的。有了旋轉(zhuǎn)的磁場，才能使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)械的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

變壓器的工作也需要無功功率，使一次線圈產(chǎn)生磁場，二次線圈感應(yīng)出電壓。

舉一個(gè)簡單的例子說明：

把有功看作面粉，把無功看作水。

通過水的幫助，面粉轉(zhuǎn)化成各種各樣的食物。

類似的，“有功”在“無功”的幫助下，進(jìn)行做功完成能量的轉(zhuǎn)化。

有功與無功，缺一不可

凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)都需要建立磁場，而建立及維護(hù)磁場消耗的能量都來自無功功率。

沒有無功功率電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)、變壓器不能運(yùn)行、電抗器不能工作、繼電器不會(huì)動(dòng)作，所有設(shè)備中的磁場無法建立，電氣設(shè)備也就不會(huì)運(yùn)行。

因此供電系統(tǒng)中除了對(duì)用戶提供有功功率，還要提供無功功率，兩者缺一不可，否則電氣設(shè)備將無法運(yùn)行。