電容及電感在交流電下會(huì)不會(huì)產(chǎn)生電流的熱效應(yīng) 我們仔細(xì)想想，在交流配電網(wǎng)的供電末端有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，它的線圈可以理解為電感，它如何與電源也就是電力變壓器交換無(wú)功功率？

圖1：電感在交流正弦電路中的電壓、電流和功率波形圖

我們知道，電感在交流正弦電路中，因?yàn)榉聪螂妱?dòng)勢(shì)的原因，它兩端的電壓與電流之間存在近90度的相位差。對(duì)于純粹的感性回路，相位差就等于90度。

我們看圖1：注意將功率波形圖與電壓、電流波形圖對(duì)照，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)電感在一段時(shí)間內(nèi)從電源吸取功率，在另一段時(shí)間內(nèi)又向電網(wǎng)回饋功率。如果不考慮電源與電感之間的導(dǎo)線電阻，則電感可以被認(rèn)為是不消耗能量的。

下圖是電容的情況：

圖2：電容在交流正弦電路中的電壓、電流和功率波形圖

從圖2中我們看到，電容的情況與電感是類(lèi)似的，差別只是電壓與電流的相位差區(qū)別：一個(gè)是電壓超前90度，一個(gè)是電流超前90度。

區(qū)別于電阻，我們把電感和電容與電源之間的功率交換，叫做無(wú)功功率，意思就是它們不消耗有功功率。但情況果然是如此嗎？

導(dǎo)線的線路電阻我們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)可以不考慮，但在實(shí)際的配電系統(tǒng)中，由于電流規(guī)模很大，就必須考慮線路電阻了。

我們這樣想：當(dāng)電感和電容等無(wú)功負(fù)荷與電源交換無(wú)功功率時(shí)，對(duì)應(yīng)的無(wú)功電流必然會(huì)流過(guò)兩者之間的電纜。電纜上既有阻性負(fù)載產(chǎn)生的有功功率電流，也有電感/電容產(chǎn)生的無(wú)功功率電流，兩者均會(huì)使得電纜發(fā)熱。

我們把無(wú)功功率對(duì)應(yīng)的發(fā)熱叫做“無(wú)功功率交換引起的電纜有功消耗”，有點(diǎn)拗口的名詞組合。

這就是題主談到的熱效應(yīng)。

我們看下圖：

圖3：無(wú)功補(bǔ)償?shù)奈恢藐P(guān)系

我們由圖1和圖2可以看到，電容與電感的相位差關(guān)系正好是反的。如果我們?cè)陔姼械呐赃叢⒙?lián)合適的電容，豈不是就能部分地消除無(wú)功功率？

這就是無(wú)功補(bǔ)償。不過(guò)，無(wú)功補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電容，一定不能把功率因數(shù)cosφ補(bǔ)償?shù)降扔?。為何？如果功率因數(shù)等于1，預(yù)示著此時(shí)電容與電感產(chǎn)生了諧振。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室中小規(guī)模的電路來(lái)說(shuō)，諧振不會(huì)產(chǎn)生什么特別大的影響，但對(duì)于大電流的供配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是災(zāi)難性的，系統(tǒng)會(huì)因?yàn)檫^(guò)電壓而發(fā)生事故。

我們仔細(xì)看圖3，圖中的無(wú)功補(bǔ)償有三處：第一處在電力變壓器的中壓側(cè)，也即供電公司配電網(wǎng)的末端；第二處在電力變壓器的低壓側(cè)，第三處在低壓配電網(wǎng)的末端用電設(shè)備處。

對(duì)于第三處，我們已經(jīng)知道它能減小電力變壓器與用電負(fù)荷之間的電纜發(fā)熱，所以這種無(wú)功功率補(bǔ)償方式是最優(yōu)的。我們把它叫做就地?zé)o功補(bǔ)償。

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