接觸過交流電的，我想，對“無功”這個詞都不陌生吧？但能真正理解“無功”的人有多少，就不得而知了，想來也是不多的。今天，我就來給大家捋捋“無功”的那些細(xì)枝末節(jié)吧。

相對于把無功功率理解為“無用的功率”，我更傾向于把它理解為“無耗能的功率”。無功功率，可以說是一個功率，但不完全是功率，它區(qū)別于有功功率，與耗能無關(guān)。

在正弦交流電路中，無功功率與電感、電容有直接關(guān)系。所以，在理解無功功率之前，我們有必要了解一下功率的含義，以及在交流電路中電感元件和電容元件的功率情況。

一、相關(guān)功率的定義

不管是熱能、電能、機(jī)械能等，凡是涉及到能量的變化（做功），基本都離不開功率的分析。功率表示能量消耗（能量變化）的快慢，這就好比跑步，把位移類比為能量變化，跑步速度就是功率，跑得越快，相同時間內(nèi)，移動距離就越大。

如果以能量變化畫一條曲線，如下圖1-1所示，那么這條曲線上各點的斜率（即該點切線的斜率）就代表各點的功率。

圖1-1

如圖1-1所示，隨著能量的變化，曲線的斜率也是變化的，換言之，其功率也是隨時間變化的，這個變化的功率，就是瞬時功率。

在電路中，電功率有時也用瞬時功率表示，其大小等于該時刻的電壓與電流乘積，即p=ui（三者均用小寫字母表示），單位為“瓦特[W]”。顯然，瞬時功率等于瞬時電壓乘以瞬時電流，它們都是瞬時值。

瞬時功率的理解其實很簡單，例如在0時刻的瞬時功率為10W，表示該時刻電能的消耗速度為10焦耳每秒（10J/s）, t1 時刻的瞬時功率為25W，表示此時電能消耗的速度為25焦耳每秒（25J/s）。

實際上，計量用表計上的功率、家用電器上標(biāo)定的功率指的都是平均功率，它是瞬時功率的平均值，用大寫字母“P”表示，單位也是“瓦特[W]”。

根據(jù)功率的定義，電能量W=pt ，類似于跑步距離等于跑步速度乘以時間。如果以瞬時功率變化畫一條曲線，那么該曲線與橫軸（時間軸）圍成的面積就表示能量變化，如下圖1-2所示。

圖1-2

如圖1-2所示，若某部分電路端口的瞬時功率隨實際變化，它與時間橫軸圍成的面積有正有負(fù)。在0~t1 時間段，瞬時功率為正值，所以該部分電路的能量變化為正（面積為正值），即吸收能量；在t1 ~t2 時間段，瞬時功率為負(fù)值，所以該部分電路的能量變化為負(fù)（面積為負(fù)值），即釋放能量。

當(dāng)然，如果要計算從0~t2 時間段的平均功率，那么就要把所有能量變化相加（吸收能量為正，釋放能量為負(fù)），再除以時間，即P=W總 /t 。這就好比求跑步的平均速度，要先求出總位移（往前跑為正，往回跑為負(fù)），再除以時間。

看到這里，我相信大家對瞬時功率和平均功率都有了比較清晰的理解，在此基礎(chǔ)上，我們再來分析一下正弦交流電路中電感元件和電容元件的功率是怎樣的。

二、交流電路中感元件和電容元件的功率

在正弦交流電路中，理想的電感元件和電容元件都是儲能元件，即是非耗能元件。所謂“非耗能”，是指在任一周期內(nèi)功率與電容，電感元件和電容元件從電源側(cè)所吸收的能量和 為零。那么，它為什么是零呢？希望在看了接下來的內(nèi)容后，你能給出自己的一份答案。

1、交流電路中電感元件的功率

在交流電路中，電感元件的電壓相位超前電流相位90°，它們的波形圖如下圖1-3所示。綠色波形圖表示電壓 u ，藍(lán)色波形圖表示電流 i 。

圖1-3

在圖1-3中，電壓相位超前電流相位90°功率與電容，如果看不出怎么超前的，可以這樣理解：橫軸為時間，隨著時間的變化，在180°區(qū)間內(nèi)，電壓波形先達(dá)到最大值，電流后達(dá)到最大值，兩個最大值的跨度為90°；或者說，電壓先達(dá)到過零點（斜率為正），電流后達(dá)到過零點（斜率為正）。

電感元件中，瞬時電壓與瞬時電流波形圖已知，由于瞬時功率p=ui ，可以得出電感元件的瞬時功率波形如圖1-3中的紅色曲線所示。其實這個功率是有一個計算過程的，但比較復(fù)雜，我就不再展開講解了，大家感興趣的可以去補(bǔ)一下三角函數(shù)的知識。