將電壓三角形的每邊乘以i就得到了如下右圖所示的功率三角形,它表明了爭(zhēng)先交流電路中有功功率p、無(wú)功功率q和視在功率s之間的數(shù)量關(guān)系,也滿足勾股定律。
在r、l串聯(lián)(即電阻和電感)交流電路中,只有r是耗能元件,故而電路的有功功率為:
由電壓三角形可知,uc=ucosφ,所有,有功功率一般表示為:
上述公式中cosφ稱為電路的功率因素,它是表征交流電路工作狀態(tài)的重要技術(shù)數(shù)據(jù)之一。
電感l(wèi)只與電源交換能量,其無(wú)功功率為:
在上述兩個(gè)公式中,乘積iu是電源供給電路的總功率,雖然ui具有功率的形式,但并不是電路中真正消耗的功率,它包含著有功功率和無(wú)功功率兩部分。只有有功功率才是電路實(shí)際消耗的功率。所以乘積ui稱為視在功率,用字母“s”表示,視在功率的單位為伏安(va),或千伏安(kva):定義式為:
由上右圖所示功率三角形為一直角三角形,根據(jù)勾股定律:
由于純電感只消耗無(wú)功功率,而電阻性負(fù)載消耗有功功率,所以在電感性負(fù)載交流電路中,衡量電能被利用來(lái)作有功功率的程度用功率因素cosφ來(lái)表示。
從有功功率p=uicosφ的公式中,可以看出,在同樣的視在功率ui情況下,φ越小,cosφ越大,p越大,電源所做的有功功率越多,電能利用程度就越高。
電燈是電阻性負(fù)載,功率因素最高,φ為零,cosφ=1.電動(dòng)機(jī)的功率因素在滿載時(shí)為0.7~0.8,輕載時(shí)更低,為了充分利用發(fā)電和變電設(shè)備的能力,提高功率因素是有重大意義的。