有功功率和無功功率

既然說到了功率隔缀,那就牽扯到能量题造。

由高中物理知識,我們知道猾瘸,電阻兩端加上電壓后界赔,就會在回路中間產生電流。該電阻兩端的電壓與電流的乘積便是功率牵触,功率在時間的累積下淮悼,便是在電阻上消耗的能量,電能在電阻上轉變成了熱能揽思。

但是袜腥,能量究竟是如何從電源傳到電阻上的呢?是導線傳送的嗎钉汗?若是羹令,那又是以什么形式傳送的呢?

在上高中時损痰,我想肯定是因為電子的移送傳送了能量福侈。在當時,我們老師通過例題演算過卢未,電子在導體中移動的速度非常慢肪凛。遠遠不能滿足現實中一按開關,燈就亮的的實際情況辽社。記得老師說過伟墙,電是以光速傳播的。即便如此滴铅,我仍沒有真正明白電到底是怎么樣傳送的远荠。難道不是電子移動傳送了能量?

電磁場是一種物質譬淳。這個概念應該很多人都知道守伸,但是,電磁場看不見蠢涝、摸不著,這個概念也往往被人忽略。在后文中废登,我將提到電能是靠電磁場來傳播的堡距。我們應該知道恨樟,物質是能量的載體。這里就體現了電磁波是一種物質的概念的重要性,否則能量又是怎樣通過電磁場傳播的呢绳泉。

我們來強化一個概念,有電流就存在磁場,有電壓就存在電場。這怎么說,高中物理中我們學過奧斯特實驗,也學過平行板電容器所禀,這兩者分別對應上面所要強化的概念。值得注意的是放钦,我們用電感去表征磁場效應色徘,用電容去表征電場效應。在電路中操禀,所謂的電感褂策、電容主要作用為存儲電磁能量和存儲電場能量。

為什么要強調「有電流就存在磁場颓屑,有電壓就存在電場」斤寂。這是因為,實際上揪惦,電能是依靠電磁場來傳輸的遍搞。這樣,也說明了器腋,高中老師說的電是以光速傳播的溪猿,因為電磁場的傳播就是光速。光——也是電磁場的一種罷了纫塌。那么電磁場在哪诊县?就是我們上面說的,存在電流和電壓的地方就有電磁場措左。然而依痊,并不是說電壓、電流存在于導線中怎披,那么電磁場就被限制在導線中胸嘁。實際上瓶摆,電磁場并不存在于導線中。

說道這里性宏,便到了重頭戲赏壹,電能究竟如何通過電磁場傳播的,電磁場究竟存在于哪衔沼?關于這個問題蝌借,坡印亭(Poynting)定律給出了答案。遺憾的是指蚁,在這里菩佑,我不能通過簡單的敘述,來具體解釋坡印亭定律凝化。因為其牽扯到電磁場理論中的很多知識稍坯。在這里,我簡單的給出一些由坡印亭定律給出的結論搓劫。

  1. 導體僅起著定向引導電磁能流的作用瞧哟,電源對負載的供能是通過導體外的空間電磁場傳輸。
  1. 無功功率 Q 是維持時變電磁場(交流電)存在的能量枪向。無功的本質就是建立電磁場的代價勤揩,沒有場,能量無法傳輸秘蛔。

上面的結論陨亡,簡而言之,就是有功功率通過電磁場來傳遞深员,而電磁場的產生依賴于無功功率的存在负蠕。電磁場存在于通電導線的周邊。

至此倦畅,我闡明了有功功率和無功功率的關系遮糖。還有一點小的概念需要補充。有功功率是指電路從電源吸收功率的大小叠赐,其主要是電路中電阻元件耗能的結果欲账;無功功率是電路與電源往復交換功率的幅值,主要是電感燎悍、電容的儲能和放能的結果敬惦。無功功率并不存在真正的能量損耗盼理,只是能量的交換谈山;有功功率則是實實在在的消耗能量。

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