填空题
286、一单相电动机的铭牌标明;电压220V,电流3A,功率因数0.8,这台电动机的有功功率为()视在功率为()。
答案解析
正确答案:528W,660W
解析:
本题考查单相交流电路中有功功率与视在功率的计算,涉及电功率的基本定义及功率因数的物理意义。
一、核心知识点:
1. **视在功率(S)**:
是电压有效值与电流有效值的乘积,单位为伏安(VA)。
公式:
\[
S = U \cdot I
\]
其中,\(U\) 为额定电压(V),\(I\) 为额定电流(A)。
2. **有功功率(P)**:
是电路实际消耗并转化为机械能或热能的功率,单位为瓦特(W)。
公式:
\[
P = U \cdot I \cdot \cos\phi
\]
其中,\(\cos\phi\) 为功率因数,表示电压与电流相位差的余弦值,反映电能被有效利用的程度。
3. **功率因数(\(\cos\phi\))**:
是有功功率与视在功率的比值:
\[
\cos\phi = \frac{P}{S}
\]
因此也可由 \(P = S \cdot \cos\phi\) 推导有功功率。
二、题目数据代入计算:
已知:
- 电压 \(U = 220\,\text{V}\)
- 电流 \(I = 3\,\text{A}\)
- 功率因数 \(\cos\phi = 0.8\)
(1)视在功率:
\[
S = U \cdot I = 220 \times 3 = 660\,\text{VA} \quad (\text{即} \, 660\,\text{W} \text{ 在填空语境中常省略单位差异,但严格讲应为 VA;题目答案写为 }660\text{W},属工程习惯简写,指数值为660)
\]
(2)有功功率:
\[
P = U \cdot I \cdot \cos\phi = 220 \times 3 \times 0.8 = 660 \times 0.8 = 528\,\text{W}
\]
或分步:先得 \(S = 660\,\text{VA}\),再 \(P = S \cdot \cos\phi = 660 \times 0.8 = 528\,\text{W}\)。
三、注意事项:
- 单相电动机为感性负载,其电流滞后电压,故功率因数小于1(此处为0.8),表明存在无功功率。
- 视在功率是电源需提供的总容量,有功功率才是做功的有效部分;二者不可混淆。
- 填空题中虽答案写作“528W,660W”,但需明确:660的单位严格应为VA(伏安),而528的单位为W(瓦特)。在工程计算填空题中,常以数值对应填写,单位按题干隐含约定(如题干中“功率”未特别区分时,依上下文判断)。
综上,正确答案为:有功功率为528W,视在功率为660VA(按题目答案格式填写为660W,理解为其数值)。
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