線性度意味著隨著電壓的增加，電流也會增加。當電壓除以電流時，電阻變得恒定，并且常用的電阻是線性負載。

非線性是指電流不會隨著電壓的增加而按比例增加，并且電感是非線性負載。

如果負載的電壓和電流是非線性的，則它是非線性負載。感性和電容性負載均為非線性負載，線性負載為電阻性負載。感性負載是指負載的總電感。它不是指純電感。例如，電感和電阻串聯連接。這是一個感性負載。相同的容性負載意味著該負載總體上表現出電容特性，而不是純電容。

線性和非線性負載是電路的兩個基本負載。這兩個負載在UPS設備和電路中很常見，尤其是非線性負載。因此，有必要清楚地了解這兩個負載之間的特性和差異。

1、線性負載的定義和特性

我國的UPS國家標準GB / T7260-3對線性負載有明確的定義。“ 3.2.6線性負載線性負載當施加可變正弦電壓時，可變負載阻抗參數(z)始終恒定。”

交流電路具有三個負載分量：電阻r，電感l和電容c。這些對電路的影響是不同的。

在純電阻器電路中，當向電阻器r施加正弦電壓u時，所得電流i也是正弦曲線，并且電流i和電壓u同相。

當電壓u =umsinωt時，i =imsinωt;電流的有效值i = u / r。電流通過電阻產生熱量，電能被轉換為熱能。也就是說，p = ui = i2r。

在純感應電路中，將正弦電壓施加到感應線圈1。由于交流電的作用，線圈中會產生感應電勢，電流仍為正弦波，但相位滯后于電壓90°(電角為π/ 2)。

當電壓u =umsinωt時，i = imsin(ωt-π/ 2)。電流的有效值i = u /(2πfl)= u / xl; xl =2πfl稱為感應電抗。電流流過電路，電能被帶到線圈，轉換為磁能，然后磁能被轉換為電能，并返回電源。因此，該電路沒有功耗，平均功率為零。無功功率q = ui = i2xl。

在純電容電路中，將正弦電壓施加到電容c。電流仍為正弦波，但相位提前90°，因為電流會攜帶電荷并積聚在電容器的極板上以產生容性電壓。電壓(電角為π/ 2)。

當電壓u =umsinωt時，i = imsin(ωt+π/ 2);當前有效值i =2πfcu= u/xc; xc = 1 /(2πfc)。這稱為電容電抗。電流流經電路，將電源的電能傳輸到電容器，將其轉換為電場能，然后將電場能轉換為電場能，然后將其返回電源。因此，該電路沒有功耗，平均功率為零。無功功率q = ui = i2xc。通常，電感性電抗和電容性電抗統稱為電抗。

通常，對于具有電阻r，電感l和電容c的線性負載，當施加正弦電壓時，電流保持為正弦，但電流-電壓相位關系即使在相位上也不相差90°。但是φ的角度不同。

當電壓u =umsinωt時，i = imsin(ωt±φ)。 i的當前有效值= u/z。 Z是阻抗，電阻和電抗之間的關系為z2 = r2 + x2。電抗是電感電抗xl和電容電抗xc的組合。相位差φ角由負載r，l和c參數確定。電感性時，Φ為正;電容性時，Φ為負。 tgφ= x / r。阻抗z，電抗x和電阻r形成一個阻抗直角三角形。負載的視在功率s = ui，有功功率p =uicosφ，無功功率q =uisinφ，s2=p2+q2，三個組成了功率三角形。

這里要解釋的要點之一是，決定負載特性的不僅是負載阻抗的大小，還包括功率因數的大小。通常，線性負載具有純電阻性(功率因數1)和電感性(功率因數小于1)，容性(功率因數小于1)以及純感性和純容性(功率因數1)。以上所有負載均為線性負載，只有功率因數為1的純電阻負載為線性負載，其他負載為po功率因數1不認為是非線性的。本文特別強調了這一點。

2、非線性負載的定義和特征

我國的UPS國家標準gb / t7260-3也對非線性負載有明確的定義。“ 3.2.7非線性負載非線性負載非線性負載負載阻抗參數(z)并不總是恒定的，并且會隨著電壓和時間等其他因素而波動。其參數改變的負載類型。”

非線性負載的類型很多，UPS提供的大多數負載都是整流濾波器類型的，而UPS的輸入也是整流濾波器類型的。因此，IEC標準中開發了參考非線性負載(參考非線性負載)，并將其作為標準的附錄包含在該標準中。使用此參考非線性負載來測試帶有非線性負載的UPS的功能。在ups國家標準gb/t7260-3中，該參考非線性負載電路也在附錄e中進行了描述。

該電路是非線性負載的原因是，當將正弦電壓u施加到輸入時，如果電壓的瞬時值大于電容器的DC電壓，則電源將為負載r1供電。給電容器充電。如果電壓的瞬時值小于電容器的直流電壓，則阻塞效應將導致不供電，電容器將使負載放電并保持電流連續性。因此，該負載對電源的阻抗根據電壓的瞬時值而變化。

非線性負載的一個重要特征是當向負載施加正弦電壓時電流不是正弦的。圖1中的負載電路中的交流電流是間歇性的并且是尖峰的。另外，圖2示出了這種非線性負載的電壓和電流波形，并且可以看出電流是尖峰形的。

用于分析和計算非線性電路電流和功率的方法是使用傅立葉函數分析，用等量的正弦波代替非正弦波。在此特定電路中：

電源輸入電壓u = u1 + u3 + u5 + u7 + ...，其中u1是基波電壓分量。這是u = u1，因為沒有諧波分量，因為交流輸入功率可以視為正弦波。

在此，交流電流i = i1 + i3 + i5 + i7 + i9 + i11……。

每個諧波電流都是一個正弦波，具有自己的振幅，有效值(i1，i3，i5 ...)，并且在與電流相同的頻率電壓之間(φ1，φ3，φ5，φ7...)。有相位差。

用等效正弦波電流替代非正弦波電流。其有效值的平方等于每個諧波分量的有效值的平方和。也就是說，i2 = i12 + i32 + i52 + i72 +……。

在此電路中，瞬時功率值p = ui = u1(i1 + i3 + i5 + i7 + i9 + i11 ...)。

平均功率p =u1i1cosφ1=ui1cosφ1，也稱為有功功率。

與線性電路一樣，令電路的視在功率為s，s = ui。

類似地，無功功率為q，三個功率之間的關系仍然為s2 = p2 + q2。

有功功率與視在功率之比是電路的功率因數：pf = p/s =ui1cosφ1/ui=i1cosφ1/i=λcosφ1。系數λ= i1/i<1。

功率因數pf的值小于基波的相位差的功率因數cosφ1。高次諧波與高次諧波之比越高，λ越小，功率因數越小。這樣，可以將非線性負載轉換為線性負載以進行計算和分析。

在許多負載中，非線性負載非常復雜，并且電流波形的類型很多。有尖峰，雙峰等。用當前的大小來解釋是不夠的。它被表達為一個參數，即波峰因數，用以解釋非線性電流和線性電流之間的差異程度。gb/t7260-3標準規定“ 3.3.29峰值因子期內峰值因子與均方根之比”。

注意：術語“波峰因數”(crest factor)與此同義。

其中，均方根值為正常有效值。

通常，具有最大波峰因數的負載是一臺個人計算機，其波峰因數約為2.7。當前計算機系統的波峰因數約為2.3。正弦電流的波峰因數為1.4。因此，UPS通常將非線性負載波峰因數設置為3。這使您可以完全滿足您的負載需求。特別是如果大型UPS的波峰因數為3，則沒有問題。
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