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什么是功率

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1. 功率概述

功率涉及电功率和机械功率。电功率进一步细分为直流电功率、交流电功率和射频功率。交流电功率又包括正弦电路功率和非正弦电路功率,而机械功率则包括线位移功率和角位移功率,后者常见于电机输出功率。电功率还可以根据不同的定义分为瞬时功率、平均功率(有功功率)、无功功率和视在功率。通常情况下,电学中的功率若无特殊说明,指的是有功功率。在非正弦电路中,无功功率分为位移无功功率和畸变无功功率,它们的方和根统称为广义无功功率。

2. 功率计算公式

电学中的瞬时功率计算公式适用于所有情况,力学中也有相应的瞬时功率计算公式。平均功率的计算公式在电学和力学中都是普遍适用的,其中W代表在时间T内做的功。在电学中,平均功率P,即有功功率,其计算公式W/T广泛应用于有功功率的计算。

3. 直流电功率计算

已知电压和电流时,可使用提供的计算公式。若已知电压和电阻,或是已知电流和电阻,同样可以采用这些公式来计算直流电功率。

4. 正弦交流电功率计算

正弦交流电的有功功率和无功功率计算公式分别为提供的公式。正弦电流电路中的有功功率、无功功率和视在功率之间形成直角三角形关系。当负载为纯电阻时,该关系尤为明显,此时直流电功率计算公式也适用于正弦交流电路。

5. 非正弦交流电功率计算

非正弦交流电的功率计算采用普适公式,对于周期非正弦交流电,有功功率的计算公式可以展开为傅里叶级数的形式。在非正弦电路中,有功功率和视在功率的定义保持不变,但电压、电流相位差的物理意义不复存在。因此,无功功率Q按照新的定义计算,同时引入了畸变无功功率D的概念。非正弦电路中的视在功率S、有功功率P、位移无功功率Q、畸变无功功率D满足特定的计算关系。

6. 射频功率计算

射频功率,作为一种交流电功率,理论上使用与交流电相同的计算公式。然而,在超高频和微波频段,由于TEM波和非TEM波的存在,以及不同传输系统中的电磁模式,电压和电流的绝对值测量变得复杂。因此,在这些频段中,功率成为表征信号强度的重要指标,取代了电压和电流的测量。

7. 三相有功功率计算

三相电路的总有功功率是各相有功功率的算术和。在三相四线制电路中,通常采用三瓦计法分别测量每相的功率,而在三相三线制电路中,可以通过二瓦计法来测量。对于正弦三相对称电路,有特定的功率计算公式。更多功率计算公式请参见提供的链接。