為什麼感性負載在並聯電容後,可以提高線路功率因數

時間 2021-09-05 18:03:49

1樓:海與人老

在實際應用電路中,多是感性的,線圈用的較多,會降低功率因素的。 我們知道,串聯電路中電流處處相同。這個相同,不僅是有效值相同,而且瞬時值也相同,也就是說,任何時刻都相同。

我們又知道,電感和電容中電流與兩端電壓不同相,電容兩端電壓落後於電流90度,而電感兩端電壓超前於電流90度。現在電感和電容中電流相位相同,所以電感兩端電壓與電容兩端電壓相位相反,也就是說,任何時刻電容和電感上的電壓是互相「抵消」的。 感抗和容抗都與頻率有關。

必定存在某一頻率,在這個頻率感抗與容抗相等。既然電感兩端電壓是感抗乘電流,電容兩端電壓是容抗乘電流,所以在這個頻率下,電感兩端電壓恰與電容兩端電壓大小相等,方向相反,完全抵消。這就是串聯諧振。

電感兩端電壓與電容兩端電壓完全抵消,那麼電流不就是無窮大了?實際上電路中總有一些電阻,所以電流不會是無窮大,但電流很大是肯定的。此時串聯電路呈純阻性,即串聯電路兩端電壓與電路中電流同相。

如果頻率稍微降低一些怎麼樣?頻率稍微降低一些,容抗變大一點,感抗變小一點,電容兩端電壓的大小稍微比電感兩端電壓的大小大一些,不能完全「抵消」,串聯電路中電流仍比較大,注意比沒有電感時要大,串聯電路呈容性,當然不是純容性,電路中還有一些電阻。從串聯電路兩端看,施加的電壓沒有變化,但電流比沒有電感單純是一個電容時大,好像是電容量變大了。

可以這樣考慮:感抗「抵消」了一部分容抗,使容抗減少,從串聯電路兩端看,就好像是電容量變大了。 應該注意到,現在容抗隨頻率的變化非常快,因為現在感抗與容抗互相「抵消」,頻率變化一點點,「抵消」的程度就會差很多,也就是從串聯電路兩端看上去的電容量隨頻率很快變化,頻率降低一點,「看上去」的電容量就會減少很多。

頻率繼續降低,感抗越來越小,容抗越來越大,直到感抗可以忽略,此時串聯電路中電流與只存在一個電容時幾乎相同,好像電感不存在。根據串聯電路兩端電壓和其中的電流計算電容量,與沒有電感幾乎是相同的。頻率非常低時,就可以認為是完全相同。

頻率從諧振頻率稍微升高一些,所有情況變得相反,現在電路呈感性,但感抗比沒有電容時小,從串聯電路兩端看,好像是容抗「抵消」了一部分感抗,使電感量變小了。頻率繼續升高,容抗越來越小,感抗越來越大,直到容抗可以忽略,根據串聯電路兩端電壓和其中的電流計算電感量,與沒有電容時幾乎相同。 對於電感和電容的並聯電路,分析完全相同,只不過現在是並聯,電感和電容兩端電壓相同,電感中電流和電容中電流相位相反,「抵消」的是電流而不是電壓。

總之可以有效地提高有效功率。

關於提高日光燈電路的功率因數 ,用並聯電容的方法是可以補償電感鎮流器的無功損耗,若在鎮流器的前後串聯電容,由於電感電容無功電壓的抵消,將使日光燈上的電壓嚴重超標,會對日光燈的壽命有極大的影響,嚴重時有可能發生諧振,電路電流劇烈增大而燒燬線路的。我曾經在一個理髮店中看到串聯電容接法的日光燈電路,那個鎮流器及導線被燒的漆黑。

2樓:從洛樹鵬鯤

可以這麼理解,如果一個純電感,其

功率因數

為0,若並聯一個合適的電容,兩者可能發生諧振,對外呈現純阻性(即看起來是一個電阻),功率因數變為1。由此推廣,當不是純電感時,並聯電容可以提高功率因數,但達不到1,嚴格的數學形式可以參考任一本

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