从电力计量单位看电力系统基础知识

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一、功率 （单位：瓦 符号：W）

基本概念：功率是指每秒转换、使用或耗散的能量的多少，电功率是指是单位时间内电路中电场驱动电流所作的功,也称为电流在单位时间内做的功，作为衡量电能消耗的快慢。例如热水器加热水的速度，功率越高速度越快。有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。

能量在一定时间内做的功就是功率，比如手举起来一件物体，这个过程就叫做功，把物体举到一定高度做的功是有用功，在此过程中，手臂本身举起来也是做了功，但是没对物体做功，所以这部分就叫无用功。在电力系统中的有功功率，将电能转化为其他形式的能量（机械能、热能、光能等），我们能够直观感受到，我们家庭电表计量的就是消耗的有功功率；例如：100W的灯泡就是把100W的电能转换成光能。无功功率是指将电能转化为电磁能，储存在电抗器、电容器或者消散在电介质中，在电源和负载之间往返传递而不被消耗，不对外做功，所以称之为“无功”。

历史由来：以对蒸汽机发展做出重大贡献的英国科学家詹姆斯·瓦特的名字命名。

搬运同样的物体，功率越大，所用时间越短。

二、电压 （单位：伏 符号：V）

基本概念：同一电路中两点直接存在的电位差就叫做电压。电压常用U表示，它的单位是伏特（V，简称伏）。1kV=1000V；1V=1000mV；毫伏(mV)。

电压与水压是有类似的，电压是电场产生的，水压是由重力产生。电压即电势差，由电场产生，是电场强度(类似重力加速度)与电场方向距离的乘积得出，电势差公式U=Ed=Eh。水压由引力场产生的，是重力加速度与深度的乘积的值，乘以水的密度得出，水压公式是P=ρgh。比如在10米高差的水塔上引下的水压是10万帕，在电场方向上距离为10米，电场强度为10000伏特/米，则电势差是10万伏特。

历史由来：为了纪念世界上第一个发现用化学方法产生电流原理的意大利科学家亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·安纳塔西欧·伏特，以他的姓氏专门命名的。

三、电流 （单位：安 符号：A）

基本概念：导体(电线)中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。电流的大小称为电流强度(简称电流,符号为I),它的单位是安培(A，简称安)。1A=1000mA

水流是水的流动，电流是电荷的流动。水从高水位的地方流向水位低的地方，电流从高电位的地方流向低电位的地方。水位高低之差叫水位差或水压，电位高低之差叫电位差或电压。水压是水定向流动的原因，电压是使自由电荷发生定向移动的原因。

电流分为直流电和交流电。直流电因为电流的大小和方向不会随时间的变化而变化,其输出波形是一条直线,而交流电因为电流的大小和方向会随时间的变化而变化,其输出的波形是一条正弦曲线,三相交流电就是三条曲线.我们日常用的电脑,电源是交流电,到了主板上就是直流电,那是因为机箱里面的电源有专门的电路,将交流变为直流,即整流电路。日常的电池都是直流电,生活用电大多是交流电.

历史由来：为纪念法国物理学家A.安培提出著名的安培定律而命名。

四、电阻（单位：欧 符号：Ω）

基本概念：电阻就是指电流在电路中所遇到的阻力,或者说是指物体对电流的阻碍。电阻越大,电流所遭到的阻力就越大,因而电流就越小。反之,电阻越小,电流越大。单位(Ω,简称欧）。

如果把一条河流比作导体，水流比作电流，在河流上建一个水坝就类似于电阻，水坝两边水位差就类似于电压，所以电阻阻碍形成电位，就像水坝阻挡形成的水位。

其主要作用有：

限流：使通过用电器的电流不超过额定值或实际工作需要的规定值,保证电气的正常工作。

分流：当在电路的干路上需同时接入几个额定电流不同的用电器时,可以在额定电流较小的用电器两端并联接入一个电阻,这个电阻的作用是分流。

分压：一般用电器上都标有额定电压值,若电源比用电器的额定电压高,则不可把用电器直接接在电源上，在这种情况下,可给用电器串接一个合适阻值的电阻,让它分担一部分电压,用电器便能在额定电压下工作。

电能转化为内能：电流通过电阻时,会把电能全部（或部分）转化为内能。如电烙铁、电炉、电饭煲、取暖器等等。

历史由来：为纪念德国物理学家乔治·西蒙·欧姆提出著名的欧姆定律而命名。

欧姆做电阻实验，由塞贝克发明的热水电池提供稳定电压，产生稳定电流，来通过金属不同的长度，提出欧姆定律

五、电容 （单位：法 符号：F）

基本概念：一定时间内的存储和释放电能，电容器就像一个存储罐，国际单位是法拉（F）。电容的符号是C。

所谓电容，其实就是一个容器，一个用来存储电荷的容器。可以把电容类比为一个水缸，流入电容的电荷类比为流入水缸的水。流入水缸的水可能会有很大的波动，水流一会大一会小；但只要水缸把它们储存之后，再在水缸下面开一个槽用来放水，这个出水口处的水流就非常稳定了，基本不会有什么波动。这就是水缸能滤除水流波纹的原因。先储存水流，再放，即先储能，再滤波。同样的道理，电荷数有时多，有时少，也就是有文波电压，先把它们统一储存在电容中，储存之后再放电，此时给后面负载供的电就比较稳定了。这就是电容的储能滤波作用。

历史由来：纪念发现电磁感应现象的英国物理学家迈克尔·法拉第的名字而命名的单位。

六、频率 （单位：赫 符号：Hz）

基本概念：是单位时间内完成周期性变化的次数。即1秒内交流信号变化的周期数。单位H（简称赫兹）

发电机的线圈1秒转50次所发出来的电，如果没有经过转换，发出来的电就是50Hz的电。目前全世界的电网用的都是50/60Hz的电，主要原因是在电力发展初期主要的发电机最高转数是3600转/分，后来随着科技发展，发电机的转数可以提高，但是生产的电器越来越多，如果更换频率，就要更换所有电器和发电机以及已经建设完成的电网，没有哪一个国家有更换频率所需要的资金。还有一个原因是当时的主要照明设备白炽灯在低于50Hz时，会不停的闪烁，所以后来所有国家都出台规定使用50/60Hz的电。我们国家电网用的是50Hz，是1930年9月12日定下来的，新中国成立以后，为了节约成本一直沿用。

历史由来：纪念首先用实验证实了电磁波的存在的德国物理学家海因里希・鲁道夫・赫兹而命名

1秒内周期变化是2，所以我们称为它的频率是2hz。 1秒内周期变化是2，所以我们称为它的频率是2Hz。