什么是无功？它是怎样产生的？补尝原理又是什么？

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在工厂里的配电室里，很多都会看到一个无功补偿柜。电工们也大概都知道无功补偿就是在线路上切换电容。

那么什么是无功？它是怎样产生的？

通常的解释是：发电机发电发出有功功率也发出无功功率，用电器感性负载需要有功功率，也需要无功功率建立磁场。这个建立磁场的功就是无功了。发电机发的无功功率是有限的，用电器消耗无功功率太多，就会对供电造成影响。

我认为这样的说法很难理解。我的理解是发电机也没有发无功功率，感性负载也不消耗无功功率。发电机发出的电都是一样的，只是发出的电有的做功了，有的没有做功。无功完全是另外一回事。

用 无功 这个词来描述电路里的不做功部分是贴切的。但是把电路里发生的物理现象都用 无功 来概括，就不容易让人理解了。产生无功只是个结果，不是原因。

那么原因是什么呢？

学电的都知道，电感中的电流不能突变，电容中的电压不能突变。意思就是电感中电流滞后电压90度，电容中电压滞后电流90度。再通俗的讲就是，电感中电压最高时电流还没有达到最大，要在90度之后才能达到最大。电容中电流最大时电压还没有达到最大，要在90度之后才能达到最大。交流电一个周期是360度，90度是滞后角。

明白以上原理，无功是怎样产生的就好解释了：在感性负载中，电流滞后于电压90度，也就是说电流与电压不同步。电压最高时电流没有到最大，到电流达到最大时，电压已经下降了，也不是最高了。电路中的实际功率是电压✖️电流也就下降了。比如一个10千瓦的电动机，它的输出功率就达不到10千瓦了。如果还要继续输出10千瓦。它就要从电网中吸取更多的电流。这样用电效率就下降了。电网负荷也是加重的。这部分电能就是无功了。

现在讲补尝原理也就容易理解了：

第一种理解方法是，可以把电容和电感理解为两个电器，电流先进入电容使电流超前90度，然后再进入电感，与在电感中超前的电压正好同步。也就不产生无功了。

第二种理解方法是，电感中的励磁电流是不消耗的，每周过零时，它是会返回电网的，用电容就可以吸收这个电流。下周再提供给电感。从而不再从电网吸收无功功率。

第三种理解方法是，可以把电感和电容看成是LC并联谐振回路。LC并联电路的特点是，在谐振状态，LC并联回路对外呈现的是纯电阻态性。在纯电阻中，电流与电压不会产生相位差，也就不可能产生无功了。

所有的理解方法都只是站的角度不同。 实质发生的现象本质只有一个。

无功不补行吗？为什么无功高了会被供电部门罚款？

第一是因为：无功高了直接降低了供电效率，增大供电损耗。

第二是因为：以上说过，电感中的励磁电流不会被消耗，它还会返回电网。这个电流会在电网中产生高压脉冲，还会产生多次谐波振荡。严重污染电网，干扰电网上其它电器的正常工作。所以必须要进行无功补偿。不过上面讲的都是理想状态。实际电网中允许小的无功存在，并且是无法完全消除的。

总结：无功实质就是电压电流不同步了，效率降低了。补尝的实质是：电感是有感抗的，这个感抗使它无法达到效率最高。然而并联电容后，所形成的是LC并联谐振。对谐振频率来说，回路阻抗几乎为零。所以也就不再消耗电能了，效率自然高了。