功率的计算公式及使用方法图解

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刘露寒|责任编辑|2024-03-13 10:16:50
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有关功率的计算公式及使用方法图解,功率包括电功率、机械功率,分享普遍适用的功率计算公式,直流电功率计算公式,三相有功功率计算公式等。

功率的计算公式

功率是指物体在单位时间内所做的功,即功率是表示做功快慢的物理量。求功率的公式为功率=功/时间 功率(kw)=扭矩(Nm) ×转速(rpm)/9549。

求功率的公式:P=W/t =UI=I方R

P表示功率,单位是“瓦特”,简称“瓦”,符号是“w”.W表示功,单位是“焦耳”,简称“焦”,符号是“J”.t表示时间,单位是“秒”,符号是“s”.因为W=F(f 力)*s(s 距离)(功的定义式),所以求功率的公式也可推导出P=F·V(F为力,V为速度).

功率越大转速越高,汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能.最大功率一般用马力 (PS)或千瓦(kw)来表示,1马力等于0.735千瓦.

1w=1J/s

1、概述

功率包括电功率、机械功率。电功率又包括直流电功率、交流电功率和射频功率;交流功率又包括正弦电路功率和非正弦电路功率;机械功率又包括线位移功率和角位移功率,角位移功率常见于电机输出功率;电功率还可分为瞬时功率、平均功率(有功功率)、无功功率、视在功率。在电学中,不加特殊声明时,功率均值有功功率。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。【功率的主要计算公式及使用方法】

本文列出了上述所有功率计算公式,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、电流有效值,P指平均功率。

2、普遍适用的功率计算公式

在电学中,下述瞬时功率计算公式普遍适用

在力学中,下述瞬时功率计算公式普遍适用

在电学和力学中,下述平均功率计算公式普遍适用

W为时间T内做的功。

在电学中,上述平均功率P也称有功功率,P=W/T作为有功功率计算公式普遍适用。

在电学中,公式(3)还可用下述积分方式表示

其中,T为周期交流电信号的周期、或直流电的任意一段时间、或非周期交流电的任意一段时间。电学中,公式(3)和(4)的物理意义完全相同。

电学中,对于二端元件或二端电路,下述视在功率计算公式普遍适用:

3、直流电功率计算公式

已知电压、电流时采用上述计算公式。

已知电压、电阻时采用上述计算公式。

已知电流、电阻时采用上述计算公式。

4、正弦交流电功率计算公式

正弦交流电无功功率计算公式:

正弦交流电有功功率计算公式:

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关系:

当负载为纯电阻时,下式成立:

此时,直流电功率计算公式同样适用于正弦交流电路。

5、非正弦交流电功率计算公式

非正弦交流电功率计算公式采用普适公式(3)或(4)

对于周期非正弦交流电,将周期交变电压电流按照傅里叶级数展开,有功功率计算公式还可表示为:

在非正弦电路中,有功功率和视在功率的定义不变,然而,此时,电压、电流相位差已经没有明确的物理意义,此时,Q按照下述公式定义:

式中,Un、In为n次谐波的有效值,当n=1时,U1、I1称为基波有效值。【功率的主要计算公式及使用方法】

然而,此时,

由于Q与基波及谐波电压、电流的相位角相关,称为位移无功功率。为此,引入畸变无功功率D,畸变无功功率计算公式如下:

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。

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满足下述计算公式。

6、射频功率计算公式

射频功率属于交流电功率,理论上具有与交流电功率相同的计算公式,但是,实际上在超高频和微波频段,有TEM波和非TEM波之分。

在TEM波的同轴系统中,电压和电流虽有确切含意,但测量其绝对值很困难。

在波导系统中,因为存在不同的电磁模式,电压和电流失去唯一性。在个频段和各传输系统中,功率是单值表征信号强度的重要方法。

在射频范围直接测量功率代替了电压和电流的测量。

7、三相有功功率计算公式

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,通常采用三瓦计法分别测量每相的功率,三相有功功率计算公式如下:

对于三相三线制电路,也可采用二瓦计法,三相功率计算公式为:

对于正弦三相对称电路,

附1,三相电功率计算公式

功率分三种功率,有功功率P、无功功率Q和视在功率S。

电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S

三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系:两个直角边是有功功率、无功功率,斜边是视在功率。

有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。

三相负荷中,任何时候这三种功率总是同时存在:

视在功率S=1.732UI

有功功率P=1.732UIcosΦ

无功功率Q=1.732UIsinΦ

功率因数cosΦ=P/S

sinΦ=Q/S

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