在电路中,如果电流与电压成比例变化,即使负载的阻抗不同,这种负载就被称为线性负载。而非线性负载则指的是电流与电压之间不成比例的关系的负载。
换句话说,非线性负载是指其阻抗随着电压、电流变化而变化的负载。这样的负载通常会伴随着电压和电流的失真,引起无功功率的增加,对于电力系统来说会影响功率因数和电网的稳定性。
非线性负载的种类有很多,主要包括:
(1)非线性电阻:其导电方式随电压、电流而改变,例如电晕放电器、氧气炉子等;
(2)非线性电容:随电压变化其容量值会变化,如气体放电管、电子管等器件中的电容;
(3)非线性电感:随电流变化其感应器系数会变化,如气体放电管、电子管等器件中的电感;
(4)半导体器件:如二极管、三极管、场效应管、可控硅等。这些器件的导通和截止都是非线性行为,会对负载的电性能造成影响。
非线性负载会对电路的电性能造成影响,影响主要包括:
(1)电压失真:非线性负载对电压的影响可能导致电压失真,从而影响正常的工作;
(2)电流失真:非线性负载会使得电路中电流失真,从而影响电路的正常工作;
(3)无功功率的增加:非线性负载会引入大量的高次谐波,从而增加系统的无功功率;
(4)功率因数下降:非线性负载的存在会导致功率因数下降,给电网带来不利影响。
减少非线性负载的影响可以通过以下方法:
(1)采用线性负载替代非线性负载,例如使用直流电源而不是电子变压器等;
(2)采用滤波器减小非线性负载引起的谐波干扰;
(3)采用光放大器等器件替代电子元器件。