电路功率核算公式大全

2017-06-18 18:32分类：电工考证知识阅读：

功率包含电功率、机械功率。电功率又包含直流电功率、沟通电功率和射频功率；沟通功率又包含正弦电路功率和非正弦电路功率；机械功率又包含线位移功率和角位移功率，角位移功率多见于电机输出功率；电功率还可分为瞬时功率、均匀功率（有功功率）、无功功率、视在功率。在电学中，不加分外声明时，功率均指有功功率。在非正弦电路中，无功功率又可分为位移无功功率，畸变无功功率，两者的方和根称为广义无功功率。这篇文章列出了上述悉数功率核算公式，文中p(t)指瞬时功率。u(t)、i(t)指瞬时电压和瞬时电流。U、I指电压、电流有用值，P指均匀功率。
1广泛适用的功率核算公式
　　在电学中，下述瞬时功率核算公式广泛适用
　　

　　在力学中，下述瞬时功率核算公式广泛适用
　　

　　在电学和力学中，下述均匀功率核算公式广泛适用
　　

　　W为时刻T内做的功。
　　在电学中，上述均匀功率P也称有功功率，P=W/T作为有功功率核算公式广泛适用。
　　在电学中，公式（3）还可用下述积分办法标明
　　

　　其间，T为周期沟通电信号的周期、或直流电的恣意一段时刻、或非周期沟通电的恣意一段时刻。电学中，公式（3）和（4）的物理含义彻底一样。
　　电学中，关于二端元件或二端电路，下述视在功率核算公式广泛适用：
　　

2直流电功率核算公式
　　

　　已知电压、电流时选用上述核算公式。
　　

　　已知电压、电阻时选用上述核算公式。
　　

　　已知电流、电阻时选用上述核算公式。
　　关于直流电路，下图别离列出了电压、电流、功率、电阻之间相沟通算联络。

3正弦沟通电功率核算公式
　　正弦沟通电无功功率核算公式：
　　

　　正弦沟通电有功功率核算公式：
　　

　　正弦电流电路中的有功功率、无功功率、和视在功率三者之间是一个直角三角形的联络：
　　

　　当负载为纯电阻时，下式树立：
　　

　　此刻，直流电功率核算公式一样适用于正弦沟通电路。
4非正弦沟通电功率核算公式
　　非正弦沟通电功率核算公式选用普适公式（3）或（4）
　　关于周期非正弦沟通电，将周期交变电压电流进行傅里叶改换，翻开为傅里叶级数，有功功率核算公式还可标明为：
　　

　　上式中，当n仅取一个值时，例如：n=1，上式变成基波有功功率核算公式；n=3，上式变成三次谐波有功功率核算公式。
　　在非正弦电路中，有功功率和视在功率的界说不变，但是，此刻，电压、电流相位差现已没有了解的物理含义，此刻，Q依照下述公式界说：
　　

　　式中，Un、In为n次谐波的有用值，当n=1时，U1、I1称为基波有用值。
　　但是，此刻，
　　

　　由于Q与基触及谐波电压、电流的相位角有关，称为位移无功功率。为此，引进畸变无功功率D，畸变无功功率核算公式如下：
　　

　　畸变无功功率有时也称畸变功率，上式中，N为电压、电流最大谐波次数中的小者。某些文献中也将Q称为无功功率，而将Q和D的方和根称为广义无功功率。
　　比照位移无功功率和畸变无功功率的核算公式，能够发现：Q是一样频率的电压分量与电流分量相位移纷歧样发作的无功；而畸变无功功率则是纷歧样频率电压及电流分量之间发作的无功。这一点很简略了解，前者是由于一样频率分量之间存在相位差。然后者由于频率纷歧样，其相位差一向在改动，当然不会持平，而电压和电流相位纷歧样，就会发作无功。
　　非正弦电路中，视在功率S、有功功率P、位移无功功率Q、畸变无功功率D满意下述核算公式。
　　

5射频功率核算公式
　　射频功率归于沟通电功率，理论上具有与沟通电功率一样的核算公式，但是，实习上在超高频和微波频段，有TEM波和非TEM波之分。在TEM波的同轴体系中，电压和电流虽有切当含义，但丈量其必定值很艰难。在波导体系中，由于存在纷歧样的电磁办法，电压和电丢掉掉仅有性。在个频段和各传输体系中，功率是单值表征信号强度的首要办法。在射频方案直接丈量功率替代了电压和电流的丈量。
6三相有功功率核算公式
　　三相电路中，总有功功率等于各相有功功率的算术和。三相四线制电路中，一般选用三瓦计法别离丈量每相的功率，三相有功功率核算公式如下：
　　

　　关于三相三线制电路，也可选用二瓦计法，三相功率核算公式为：
　　

　　关于正弦三相对称电路，
　　

　　U、I为线电压、线电流有用值，φ为相电压与相电流的相位差。
　　或
　　

　　UP、IP为相电压、相电流有用值，φ为相电压与相电流的相位差。
7电动机输出功率核算公式
　　电动机输出功率也称电动机轴功率或机械功率，电动机输出功率核算公式如下：
　　

　　其推导进程如下：
　　P=FV （a）
　　F：力，单位为N；V：速度，单位为m/s；P：功率，单位为W
　　T=FR
　　F=T/R （b）
　　T：扭矩，单位为N.m；R：效果半径，单位为m
　　V=2πRn/60=πR*n/30 （c）
　　V：线速度，单位为m/s；n：转速，单位为r/min
　　将（b）、（c）代入（a）
　　P=πTn/30
　　若将P的单位变为kW，得到下述电机功率核算公式：
　　P=πTn/30000=Tn/9549
　　或
　　T=9549P/n