本期我們主要介紹功率因數(shù)

01功率因數(shù)的原理部分

功率因數(shù)

電路中有功功率與視在功率之比稱為功率因數(shù);正弦穩(wěn)態(tài)電路中平均功率(即有功功率)的計(jì)算式為：P=UIcosФ;視在功率計(jì)算式為S=UI;兩者比值cosФ即為功率因數(shù)，Ф又稱為功率因數(shù)角。

提高功率因數(shù)意義

1、減小損耗，降低成本：大部分的家電的功率P和電壓U都是一定的，而如果功率因數(shù)cosФ提高了，那么由P=UIcosФ得出，I會(huì)減小，進(jìn)而由于導(dǎo)線的內(nèi)阻而造成的損耗會(huì)減小，很明顯，這也使對電路的要求也降低了，成產(chǎn)成本也會(huì)下降。

2、充分利用電氣設(shè)備的容量：由P=UIcosФ和S=UI得到P=ScosФ;S表示一個(gè)電氣設(shè)備的容量，提高cosФ,對電氣設(shè)備的容量的利用率就會(huì)上升。

功率因數(shù)提高原理

數(shù)學(xué)層面：由S2=P2+Q2(其中Q=UIsinФ,為無功功率)，我們得到要使P增大，在S不變時(shí)，可使無功功率Q減小，即努力減小電路的無功功率，提高有功功率占比。

物理層面:無功功率Q=UIsinФ，而無源單口網(wǎng)絡(luò)中，功率因數(shù)角Ф又與阻抗角相等，所以可以通過減小sinФ，進(jìn)而減小Q，即通過物理手段盡量使電路中感性與容性相等，使整個(gè)電路R占比盡可能大。

功率因數(shù)提高方法

1、補(bǔ)充電感或電容：由原理部分的介紹我們知道可以在電路中補(bǔ)充電感或者電容來使感性與容性相等。比如當(dāng)一個(gè)電路呈現(xiàn)感性時(shí)，并聯(lián)電容可使它的功率因數(shù)增大。

2、改變電路結(jié)構(gòu)：通過改變電路的結(jié)構(gòu)來使整個(gè)電路趨于純電阻性，來提高有功功率的占比，也可以提高功率因數(shù)。

02Multisim仿真部分

利用瓦特表、萬用表、電阻、電感

測量電路中功率和功率因數(shù)

首先介紹一下各部件在Multisim中的位置

瓦特表(也叫瓦特計(jì))

萬用表

電阻

電感

交流電源

調(diào)節(jié)交流電源方法:雙擊電源出現(xiàn)下圖

仿真電路圖如下：(第一次發(fā)布時(shí)有誤，已更改)

雙擊瓦特表可以看到功率和功率因數(shù)

使用萬用表時(shí)就分別測量電流與電壓即可

電壓測量

電流測量