（高职)教学4-6正弦交流电路的功率ppt课件.pptx

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1、教学课件4-6正弦交流电路的功率正弦交流电路的功率学习内容正弦交流功率的定义0102 功率因数的提高03 最大传输功率正弦交流功率的定义1VcosmutUuitIicosmuiN N iutItUuitpcoscosmm iuiuUItUItpcos2cos设：一无源N网络一、瞬时功率定义代入三角公式整理后得正弦交流功率的定义1讨论: 1. p以 2变化(u 、i以变化)； 2. u0，i0 时, p0，N 吸收功率； 3. u0，i0或 u0 时, p 0, , 0 , , 电路呈电路呈感性感性X 0, , 0 , , 电路呈电路呈容性容性coscos 1, 阻性电路阻性电路0， 电抗电路电

2、抗电路定义定义 cos同同相相与与呈呈阻阻性性， IUUIPR, 0, 0 功率因数功率因数 ( Power Factor )02 CPUI纯纯容容性性，超超前前， 02 LPIU纯感性，纯感性，超前超前， 纯电容、纯电感纯电容、纯电感不消耗平均功率不消耗平均功率正弦交流功率的定义1 三、无功功率sinUIQ UIQUIQQCLR 0单一元件无功功率：Q的单位：var (乏）, kvar（千乏） cosuup tUIcostUI sin sint 1+2（）2（） 定义： 正弦交流功率的定义1 四、复功率 IUUIUIjQPSiu sincosI、USZIU2ZII IZS *YUUYUS2S

3、jQPSSS满足能量守恒。 3. 电路中已知N ：关系：与Z、Y2.关系:与讨论: 的单位为： VA 或 KVA定义：1.已知Y ：IUY正弦交流功率的定义1五、视在功率 定义： 22QPSpcosSUIS QPS可得功率 ，六、S、P、Q 关系S的单位为： VA 或 kVA其中不满足能量守恒。 功率因数的含义 正弦交流功率的定义1例 电路相量模型如图示。,10,10CLXXR解: 01451 .141010jjXRZLRXXj jLj jCII1I2+ +- -U102jjXZC211ZUI2213582. 2022jZUIA212jIII000459045707. 0cos求电路的P、 Q

4、、S。V452 .280U已知 正弦交流功率的定义1方法一： W40cosUIPvar40sinUIQkVA4 .56UISVA4040454 .562452 .2800*jjIUS 707. 0cosW40102221RIPPRvar402221CLCLXIXIQQQ707. 0cosSPVA4 .5622QPS方法三：P=40 W Q=-40 var S=56.4 VA 方法二：功率因数的提高2提高功率因数的意义： 由功率可知,在一定的P下，负载的cos。9 . 0cos，cosSP cos越小,Q越大，S 。为满足用电，则供电线路的变压器容量加大,投资 ,而设备利用率 , 网损 。一般规

5、定高压用户的 设备S=Se时，用户发电设备利用率 。越大,P 出力提高。cosRUPP2cos 网损： ,U 。功率因数的提高2cos 利用调相机向系统发出容性无功功率。 采用电力电容补偿装置： a.串联补偿：将C串入高压输电线，改善输电参数。 b.并联补偿：将C并入负载两端，一般常用于用电企业。（原理：QC 、QL互补） 的主要方法：2. 提高功率因数的提高2例例 设感性负载：设感性负载：VUHzfkwP380,50, 6 . 0cos,200 ?,9 .0cos C问问若若要要求求提提高高功功率率因因数数 0IUICI 0 0 00CsinsinIII00coscosII解解AUPI72.

6、876 . 03801020cos300 1 .536 . 0cos0 arc AIVU 1 .5372.8703800，令令AII48.589 . 06 . 072.87coscos00 AIIIC69.44sinsin00 84.259 . 0arccos FUICC 37538031469.44 加加C C后：后：最大传输功率3 在正弦稳态电路中，负载如何从电源获得最大功率（有功功率）？Z0= R0 + jX0， ZL= RL + jXL ,L0OC ZZUI (1) ZL= RL + jXL可任意改变可任意改变 2L02L02OCL2L)()( XXRRURIRP 有功功率有功功率由戴

7、维南等效电路：00 LLdRdPdXdP，OC UZ ZL LZ Z0 0I+ +- -22)()(L0L0OCXXRRUI 最大传输功率3(a) 先讨论XL改变时，P 的极值:显然，当X0 + XL=0，即XL =-X0时，P获得极值2L02OCL)(RRURP 当RL= R0时，P获得最大值02OCmax4RUP 综合(a)、(b)，可得负载上获得最大功率的条件是：ZL= Z0*，即RL= R0XL =-X00 LdXdP(b) 再讨论RL改变时，P的最大值:0 LdRdP最大传输功率3(2) 若ZL= RL + jXL只允许XL改变 此时获得最大功率的条件X0 + XL=0，即XL =-

8、X0。(3) 若ZL= RL + jXL=|ZL|，RL、 XL均可改变，但XL/ RL不变 (即|ZL|可变，不变)2L02OCLmax)(RRURP 最大功率为此时获得最大功率的条件|ZL| = |Z0| 。)sincos(2|2 cos0002OCmax XRZUP 最大功率为补充讨论最大传输功率3例 已知已知R1=R2=20，R3=10，C=250F, g=0.025S,电源频率电源频率=100rad/s，电源电压有效值电源电压有效值为为20V。求阻抗求阻抗ZL为多少可以从电路中获得最大功率，并求最大功率。为多少可以从电路中获得最大功率，并求最大功率。 ( (a) a) 原电路原电路s UZ ZL LR R1 1 CU+ +- -abCj 1R R2 2R R3 3CUg( ( b) b) 戴维南等效戴维南等效OC UZ ZL LZ ZeqeqI+ +- -ab解解 令 ,先断开阻抗ZL，计算ab左侧电路的等效戴维南电路如图（b）所示。V020s U最大传输功率3解解 V010ocU)20j20(eqZ)(*eqL2020jZZ W25. 12041004eq22ocmaxRUPs UR R1 1 CU+ +- -abCj 1R R2 2R R3 3CUg( ( b) b) 戴维南等效戴维南等效OC UZ ZL LZ ZeqeqI+ +- -ab