有功功率和无功功率和单片机有关系吗？

我们平时所说的功率一般都是有功功率。

就拿小电扇来说，它的铭牌上标的额定功率是26瓦，这个26瓦说的就是有功功率，但是你知道吗？它的无功功率居然比有功功率还大。

这是我用手机测量的结果，无功功率竟然高达41瓦，而这41瓦的无功功率是不收电费的，只有26瓦的有功功率收费，这是为什么呢？这里从能量转换的角度来说了，电阻是消耗有功功率的，而电感、电容这些是不消耗有功功率的。

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在小风扇的这个电路中，电能在电阻上转化成了热能，而热能是不可回收的，转化了多少热能就得消耗掉多少电，所以电阻消耗有功功率，所谓的有功功率，是说这一部分功率是实实在在的做了工。

比如发热，这些都是我们看得见摸得着的，所以说有功功率收费，那为什么无功功率不收费呢？要搞清楚这个问题，我们首先要搞清楚什么是无功功率，只有电容和电感这些器件消耗无功功率。

先拿电容来说，在这个电路中，电源的波形是220伏，50赫兹的交流电。

电容两端的电压波形是这样的，而流过的电流波形却超前电压90度，所谓的超前90度，可以认为电流波形在原来电压的基础上向左平移了90度，你看电压波形，向前数90度都能找到对应的电流波形，那为什么电流会超前90度呢？

比如，当电压为零伏时，电流为最大值，这是因为电压为零的这一刻，电压开始变化，这一瞬间电容相当于短路，所以电流能达到最大值，而当电压为最大值时，电流却为零，这是因为电容此时已经充满电了，电流再也不能流进电容了，所以电流为零。

这就相当于往杯子里面倒水，水位的高低可以看作是电压，而电流可以看作水流，我们最开始往杯子里面倒水的时候，因为杯子是空的，所以到得很快，而等杯子快满上的时候，肯定就会到的越来越少，等杯子满了，我们自然会停止倒水。

在这个过程中，水流的波形差不多也是这样的，所以电流的波形超前电压90度，在这一段时间，电容一直在充电，所以它一直在吸收能量，而当电压慢慢下降，由于电源电压小于电容上的电压，电流开始回流，方向和之前相反，所以电容这一段时间又把之前吸收的能量释放出去了，反映在波形上就是有一半时间在吸收能量，就有一段时间再释放能量。

因为这个功率没有做功，它只是来了又走了，所以无功功率不收费，就像我们吃东西一样，吃进去一个，再吐出去一个，这样永远都吃不饱。

电感上的波形和电容相反，它的波形是这样的，它是电压波形超前电流90度，就拿此处的波形来说吧，此时电流为零，而电压为最大值，这是因为电感上的电流不能突变，最开始电感上有电流变化时，电感感应的磁场极力阻止电流通过，这一瞬间电流就是零，那么这个电感就相当于断路。

电感上此时感受出了很大的电压，所以电感的波形图是这样子的，虽然电感的波形和电容不一样，但是它们都是先吸收能量，在释放能量，都是消耗的无功功率，对于电容，电流超前电压90度，而对于电感，电流落后电压90度，这就造成了流过电容和电感的电流相位正好相差180度。

这样造成的结果就是，当其中一个在释放能量的同时，另外一个肯定在吸收能量，可以参照图像，它们的电流方向永远都是相反的，所以能量能做到互补，在部分工业用户中，对于无功功率也是收费的，虽然无功功率不消耗能量。

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但是从变压器到工厂这一段线路距离很长，这就造成了很大的线损，工厂里面的无功设备大部分都是电机，里面本质是线圈，具有电感的性质，所以工厂减少无功功率的方法是并联电容，这样电容释放的能量直接给了线圈，抵消一部分从遥远的变压器给线圈提供能量。

然后线圈释放的能量也不需要再返回给遥远的变压器，而是直接在返还给电容，这样就能降低无功功率，减少工厂到变压器这一段的线损，而我们居民家里面是不需要考虑降低无功功率的，因为电表只计算有功功率，即使加了无功补偿也不能给我们省电，但是能给国家节省电量。

好了，这期就到这里了，觉得对屏幕前的你有帮助的麻烦一键三连