单选题
194、在感性负载两端并联容性设备是为了( )。
A
增加电源无功功率;
B
减少负载有功功率;
C
提高负载功率因数;
D
提高整个电路的功率因数;
答案解析
正确答案:D
解析:
本题考查的是功率因数校正的基本原理,核心知识点为交流电路中感性负载的无功特性、并联电容的补偿作用及功率因数的定义与改善对象。
首先明确基本概念:
- 感性负载(如电动机、变压器、电感线圈等)在运行时需从电源吸收滞后无功功率(Q_L > 0),导致其端电压与电流之间存在相位差,功率因数 cosφ < 1,且呈感性。
- 并联电容器可提供超前无功功率(Q_C < 0),其无功电流与感性负载的无功电流相位相反,从而在局部抵消部分感性无功电流。
- 功率因数定义为有功功率P与视在功率S的比值,即 cosφ = P / S;而S = √(P² + Q²),其中Q为电路总无功功率(Q = Q_L + Q_C)。并联电容后,总无功功率|Q|减小,视在功率S下降,在有功功率P不变的前提下,cosφ增大——即功率因数提高。
关键辨析各选项:
A项“增加电源无功功率”错误。并联电容的目的恰恰是减少电源需提供的无功功率,因为电容就地提供部分无功,减轻电源负担。
B项“减少负载有功功率”错误。并联电容不改变负载本身的阻抗和工作状态,负载吸收的有功功率P_L = U²/R_L(对电阻分量)或由机械负载决定,保持不变。
C项“提高负载功率因数”表述不准确。负载自身的功率因数由其固有阻抗角决定,并联外部电容不能改变负载本身的电压电流相位关系;它改变的是**从电源端看进去的整个并联支路的等效功率因数**,即“整个电路”的功率因数。
D项“提高整个电路的功率因数”正确。并联电容后,电源供给的总电流相位更接近电压相位,总视在功率减小,有功功率不变,因此整个电路(电源—线路—负载与电容并联组合)的功率因数得以提高。这是工程中功率因数校正的标准目标和实际效果。
综上,正确答案为D。该措施的本质是实现无功就地补偿,降低线路电流、减少线路损耗与电压降,提升电源设备利用率。
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