为什么电网中存在有功功率与无功功率？ 电动机, 机械, 水泵

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在日常生活中，老百姓的家用电费是通过有功功率计算的。那么，无功功率在电网系统中扮演着什么样的角色呢？今天，让我们一起来品阅一下它们之间的故事。

什么是有功功率？
有功功率（P）是指保持设备运行所需要的电功率，也就是将电能转化为其它形式的能量（机械能，光能，热能等）的电功率。

比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒。

什么是无功功率？
无功功率比较抽象，它主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换，在电气设备（电路系统）中建立和维护磁场的功率，不表现对外做功。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。

比如：40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率（镇流器也需消耗一部分有功功率）来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。




为什么功率分有功功率与无功功率？
请查看下表：



从表中可以看出，电路中仅有电阻，电压与电流是不会有相位差，有功功率即为全功率。但是，实际的用电设备中，还存在着电感、电容元件，使得电压与电流有相位差，从而有有功与无功之分。

其计算公式如下：




有功功率与无功功率的关系
电机运行时所需的旋转磁场，就是靠无功功率来建立和维护的。有了旋转的磁场，才能使转子转动，带动机械的运行，从而实现电能转换为机械能。

变压器的工作也需要无功功率，使一次线圈产生磁场，二次线圈感应出电压。

举一个简单的例子说明：

把有功看作面粉，把无功看作水。




通过水的帮助，面粉转化成各种各样的食物。



类似的，“有功”在“无功”的帮助下，进行做功完成能量的转化。

有功与无功，缺一不可
凡是有电磁线圈的电气设备运行时都需要建立磁场，而建立及维护磁场消耗的能量都来自无功功率。

没有无功功率电机不能转动、变压器不能运行、电抗器不能工作、继电器不会动作，所有设备中的磁场无法建立，电气设备也就不会运行。

因此供电系统中除了对用户提供有功功率，还要提供无功功率，两者缺一不可，否则电气设备将无法运行。