2023年初中物理功知识点：为什么要重视和提高功率因数

　　为什么要重视和提高功率因数？

　　前面说了，功率因数是反映用户的电能的利用效率，功率因数越高，电网的电能利用率就越高。供电局是希望用户的功率因数越高越好。也就是希望用户从电网索取的，都是有功功率，无功功率越少越好。

　　大家可能会问：无功功率既然只是能量交换，并没有能量消耗，多一点少一点，有什么关系呢？

　　要解答这个问题，先要了解电网的容量问题。

　　电网的容量，就是电网能够提供的最大能量。电网的容量是一个定值，是有限的。有功功率是能量，无功功率也是能量，它们都是由电网提供的，所以当无功功率大了，有功功率的就小了，能提供对外做功的能量就少了。

　　容量与有功功率、无功功率之间的关系如下：

　　其中：PS:视在功率，也就是总容量

　　P有:有功功率

　　Q：无功功率

　　从公式可以看出，当Ps恒定时（容量一般是固定的），若无功功率Q增加,有功功率P有就减少。当无功功率Q很大的时候，有功功率P有就会减少很多，甚至无法满足设备工作。但是用电设备是挂在电网上的，设备会强迫电网提供有功功率，这就是电网负担过重，出现过载，甚至造成电网故障（过载跳闸）。

　　从用户的角度看，结果也是这样：用户的变压器的容量是固定的，如果用户的设备需要的无功功率过大，就会使有功功率的出力减少，会使变压器输出电压降低，出现电压不合格。这不仅使用电设备不能正常工作，还可能造成设备损坏。

　　结论：用户的无功功率过大，会导致电网有功功率的出力减少，电压下降，频率降低，严重的就引起电网跳闸，出现电网裂解等重大事故。

　　2003年美国和加拿大的发生的美加大停电，最初的导火线，就是因为某区域电网的无功功率不足引起的。

　　因此，重视补偿无功功率，最重要的原因是保证电网的无功平衡，保证电网的安全。

　　其次，无功功率虽然不会消耗，但是无功能量在电路上来回传送，无功电流会使能量在线路上产生损耗，造成电能的浪费，而且负荷与电源的距离越远，无功电流造成的损耗就越大。这就是国家提倡大型电动机要就地补偿的原因。

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