为什么kVA与kW不同？

我以为我的电动汽车充电装置使用6.6千瓦的功率。但是，我找到了标签，实际上是6.6 kVA。当我看到这个时，我想到了一些类似...

好吧，，因此kVA必须与kW相同...奇怪，我想知道为什么它没有用kW标记。 $P=VI$

因此，稍后在Google上进行了快速搜索，我找到了此页面，该页面带有一个转换器，告诉我6.6 kVA实际上仅为5.28 kW。瓦特的维基百科页面证实了我的想法，瓦特是伏特乘以安培。

那么我错过了这一切的哪一部分，这解释了为什么kVA和kW不同？

electrical-engineering

— 哈博特
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请注意，对于大多数具有稳定电力网络的国家，法规要求足够大的功率因数，以应对kVA〜= kW；上面提到的站点只是盲目地使用了0.8的功率因数，这对于电动汽车充电装置来说是非常不相关的。

— PlasmaHH 2015年

在物理学上，两者是相同的……在工程上，kW计算传递到汽车的净功率，而kVA计算在两个方向上沿着电线传递的功率。

— user253751'3

我认为答案相当不错，但是我只是想从语言学的角度指出，我看到kVA的最佳原因是工程师想清楚地表明它们不是kW，这对一个单位加倍。将伏特和安培分开放置是一种方便的表示法，表示即使它们都是功率单位，也应区别对待它们。

— Cort Ammon'3

Answers:

问题在于，当处理直流电路或交流电路时，电流和电压之间没有滞后，公式是正确的。当处理实际的交流电路时，功率由其中是电流和电压之间的相位差。单位kVA是所谓的“视在功率”的单位，而W是“有功功率”的单位。视在功率是当电流和电压同相时可获得的最大可能功率，而有功功率是在给定电路中可以完成的实际工作量。 $P=I\ V$

P = I V \cos (ϕ),

$P=I\ V\ \cos(\phi),$

ϕ

$\phi$

— 克里斯·穆勒
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注意：仅当电压和电流均为正弦波时，才适用cos（）部分。当电流尖峰（通过“哑”整流器）或其中任何一种失真时，则不适用。请参阅我的答案以获取更多详细信息。

ϕ

$\phi$

— AaronD

@AaronD没错，当信号不是正弦波时，情况会稍微复杂一些，但是术语仍然适用。只是现在是傅立叶域中频率的函数，您最可能感兴趣的功率是所有频率上的积分。在实践中，仅像您在回答中提到的那样直接测量功率可能会更容易。

c o s (ϕ)

$cos(\phi)$

ϕ

$\phi$

— 克里斯·穆勒

好的，从技术上讲，您是正确的-您将问题转换为一堆正弦波，以便cos（）术语可以再次使用-但我真的怀疑大多数人是否会理解这意味着什么并正确执行。50Hz和60Hz标签之间的差异甚至可能超出“不兼容”的范围。

ϕ

$\phi$

— 2015年

作为一个数学家，我认为令人敬畏的是，“剩余的力量”（即，上述答案中没有给出的“真实力量”）在虚构的方向上摇摆不定。实际上，您会获得向虚构方向移动的力量。多么酷啊？

— 山姆T

我对此不是100％（因此另加注释），因此，如果这是错误的（我认为不是），请大声喊叫，我将其抛弃，但随后便赋予了力量通过公式，因此我们看到，如果我们取其模数/长度，则得到。

P = I V (\cos (ϕ) + i \sin (ϕ)) = I V e^{i ϕ}

$P = I V (\cos(\phi) + i \sin(\phi)) = I V e^{i \phi}$

| P | = I V

$\vert P \vert = I V$

— Sam T

瓦特和伏安都来自相同的方程，但不同之处在于它们的测量方式。 $P=IV$

要获得伏安，请将均方根（RMS）电压（）乘以RMS电流（），而无需考虑它们之间的时序/相位。这是布线以及几乎所有电气/电子组件必须处理的内容。 $V$ $I$

要获得瓦特，请将每个样本的瞬时电压（）乘以瞬时电流（），然后取平均结果。这是实际传递的能量。 $V$ $I$

现在来比较两个度量：

如果电压和电流均为正弦波，则，其中是电压和电流之间的相角。由此很容易看出，如果它们都是正弦波并且同相（），则。 $\text{watts} = \text{volt-amps} \times \cos(\phi)$ $\phi$ $\phi = 0$ $\text{watts} = \text{volt-amps}$

但是，如果您不处理正弦波，则关系不再适用！因此，您必须走很长一段路，然后按照此处所述进行测量。 $\cos(\phi)$

那怎么可能呢？简单。直流电源。它们无处不在，包括电池充电器，并且它们中的绝大多数仅在交流电压波形的峰值处汲取电流，因为这是它们的滤波电容器唯一一次小于输入电压的情况。因此，它们汲取了很大的电流尖峰来为电容充电，从电压峰值之前开始，一直到电压峰值结束，然后直到下一个峰值之前它们都没有汲取任何东西。

当然，该规则也有一个例外，那就是功率因数校正（PFC）。带有PFC的DC电源是专用的开关电源，最终产生的DC电压要比AC最高峰值高，并且这样做的方式是使它们的输入电流几乎完全跟随输入电压。当然，这只是一个近似值，但目标是获得一个足够接近的匹配，以使快捷方式变得可接受地接近精确，。然后，在给定高电压DC的情况下，次级开关电源会产生被供电电路实际所需的功率。 $\cos(\phi)$ $\phi \approx 0$

— 亚伦
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将瞬时电压乘以瞬时电流以获得瞬时功率后，您是否真的需要在每个瞬时取功率的RMS，还是可以取简单的平均值？

— 戴维·卡里

@DavidCary：我认为你可能是对的。对于纯正弦波和，一半样本将为正功率，一半样本将为负，答案应为零。我将编辑我的答案。

ϕ = 90 d e g

$\phi = 90deg$

— AaronD 2015年

这是简单的平均值。RMS是根据这种平均和推定得出的，其中u = Ri和U = RI，其中u / i是实际值，U / I是RMS。

— 克劳利2015年

@AaronD：如果我们假设功率因数由相角和形状因数我们仍然可以使用公式但是要评估该形状因数以及如何组合具有相位角并不简单。

\cos ϕ_{r}

$\cos\phi_r$

ϕ

$\phi$

ϕ_{f}

$\phi_f$

P = U I \cos ϕ_{r}

$P=UI\cos\phi_r$

— 克劳利2015年

当交流电源线驱动感性或容性负载时，负载将花费其一些时间从电源获取功率，但还将花费一些时间将电源反馈给电源。在某些情况下，每秒消耗总计7.5焦耳并返回总计2.5焦耳的设备可能被视为好像消耗了5瓦特（尤其是当该设备返回电源时，其他任何负载都准备立即消耗功率））。就像一个变压器，但是，将遭受不仅在周期的一部分转换损耗当负载汲取电力，而将还当负载将其反馈时，在周期的一部分中会遭受损失。尽管与驱动10焦耳/秒并返回零的负载相比，驱动上述负载的变压器耗散的热量要少，但它比驱动7.5焦耳/秒并返回零的负载耗散更多的热量。

— 超级猫
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