感性负载(感性负载有哪些)

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照明电路上并联交流电容的作用是什么?照明电路并联电容节能吗?

在家里的照明电路中并联交流电容,不能够起到节能的作用,本人曾经在今日头条中对市面上交智商税的节电器多次写出来文章,说明电容补偿不适用家庭。

对于电感性负载的补偿一般都是供电公司台区的变压器进行,或者是大负荷的工厂进行无功功率补偿,家庭中的小电容就像小巫见大巫不值得一提。

国家电网收费家庭电费都是按照实际消耗的有功电能量收取电费,另外加装的电容器来补偿节能灯有一点画蛇添足的味道。

家用电器主要分为三类;一种是感性负载,它包括微波炉、荧光灯、洗衣机、变频空调、电冰箱);第二种则电阻性负载,它包括家庭中的电暖炉、电热毯、挂烫机、电烤箱;最后是一种容性负载,它包括了液晶电视、LED照明灯、台式电脑、加湿器、车载应急启动电源。

电容器它是一种储能器件,它相对电感性负载(带电感线圈的日光灯整流器),它的容抗超前电流的90⁰,所以电容器具有隔直流通交流。电容对交流电流有阻碍作用,由容抗的表达式Xc=1/(2πfC)计算出来的,电容小的电容器,对频率大的交变电流就会有明显的容抗,更不用说是50Hz低频交变电流了。

理论上讲,在同一频率下容量大的电容其容抗小,这样一大一小两电容相并联后容量小的电容C2是不起作用的。但是,由于大容量电容也存在感抗特性,它在高频情况下的阻抗反而大于低频时的容抗。

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学习电路中功率和电流的快速计算方法与断路器选择,方法简单易学

对于从事电气行业工作的朋友,在日常工作中功率和电流的换算与闸具选择是我们必须掌握的一项基本技能,根据功率,快速得出电流,选配闸具,根据实测电流,得出线路功率,实际工作中我们该怎么做?

线路电流值的快速计算:

在我们日常工作中,常见的就是工频220伏和380伏的电器设备,对于这类电器设备又分为两大类,即阻性负载与感性负载。阻性负载主要为电加热类设备,感性负载主要为电机和电抗器线圈类。阻性负载,根据经验:阻性负载220v的设备一千瓦四点五安培,380V的设备一千瓦一点五安培;感性负载220v每千瓦六安培,380V每千瓦两安培,这就是实际应用中常见的功率与电流的换算关系。

以上的换算关系是怎么得来的?我们以一千瓦的阻性负载与感性负载来进行理论计算,如下图:

根据线路电流快速计算功率

线路功率的简单估算方法实际就是电流计算方法的逆运算:举例测得线路电流为30A,负载为感性负载,工作电压380V,求线路总功率?根据380v线路感性负载每千瓦两个电流,30直接除以2等于15千瓦。理论计算为380*30*根号3*0.75=14.81左右,两结果很接近。220和380电压下的其它场景和这计算方法一样,直接用线路电流除以该场景下的千瓦电流数即得出线路总功率。

电气线路断路器的选配:

对于线路断路器选配,计算出线路电流,阻性负载直接根据电流选配同等电流规格或相近规格的闸具即可,感性负载我们要考虑启动电流与设备频繁启动的情况,根据计算电流最好在1.5—2倍之间选择,最小不能低于1.3倍,否则容易引起启动跳闸的情况。

通过简单理论的验证结果,证明经验数据是有理论根据做支撑的,可以应用于我们实际工作中快速运算,提高工作效率!

什么是视在功率?

在交流电路中,以感性负载最为常见。异步电机就是典型的感性负载,根据统计,三相异步电动机占有电网耗电量65%以上。

异步电机

对于感性负载,以三相电路中的一相为例,其电压电流的相位关系是:电流滞后电压一定角度Ø,如下图所示。

感性负载电压电流波形

究其原因,电感有阻碍电流变化的特性,所以感性电流的正弦变化总是比电压的滞后一些,就是推迟一点时间,所谓的相位差。

我们把感性负载简化为电阻与电感串联电路,其电压电流关系如下图。

感性负载电压电流向量图

图中,电阻电压与电流同相,电感电压超前电流90⁰,可用下面表达式表示(单相)

感性负载(感性负载有哪些)插图

电阻电压有效值,Ur=UcosØ

电感电压有效值,Ul=UsinØ

因此,电阻功率P=UIcosØ 单位KW

电感功率Q=UIsinØ 单位KVAR

电阻功率波形图如下图所示,为100Hz周期波形,均在第一象限,耗用功率为正值,转变为机械能,称为有功功率。

电阻功率波形

电感功率波形图如下图所示,是100Hz正弦波,耗用功率正负抵消,等于零,称为无功功率,电感电容为储能元件,只与电源发生能量交换,不消耗能量。可以参考知乎回答“如何通俗易懂的理解无功功率”。

电感功率波形

交流电路视在功率表示为

S=UI=√(P²+Q²) 单位KVA

对于三相交流电路,有功功率、无功功率、视在功率分别是三相的和,当U、I为相电压相电流时,分别表示为

P=3UIcosØ 单位同单相

Q=3UIsinØ

S=3UI

当U、I为线电压线电流时,分别表示为

P=√3UIcosØ 单位同单相

Q=√3UIsinØ

S=√3UI

综上,视在功率包含有功功率和无功功率。

为什么叫做视在功率,意思是看着存在的功率,因为有功功率是实实在在被消耗掉了,转变成其他形式的能量,而无功功率只是表达了储能元件与电源的能量交换,并没有消耗掉,无功功率的存在,增加了线路电流,增多了线路电能损失和电压降落。这就是无功补偿的现实意义。

中国字挺有意思,比如,“电容器”,就是装电荷的容器;“电感器”,就是对电流有感觉的器件,因为流过电感的电流发生变化,电感就有自感电势,自我感觉良好。

本文知乎回答原创首发。

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