《电路》课件 正弦稳态电路的功率.ppt

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1、作 业,8-11 8-15 8-16（利用复功率守恒）,第8章 正弦稳态电路的分析,8.1 阻抗和导纳 8.2 简单正弦稳态电路的分析及相量图 8.3 正弦稳态电路的功率 8.4 正弦稳态电路的一般分析方法 8.5 最大平均功率的传输 8.6 正弦稳态电路的谐振,目 录,复习,1：相量电路与相量图,相量电路,相量图,复习,1：,2：,3：,4：,5：,常见 错 误,复习,8：,常见 错 误,9：,7：,第8章 正弦稳态电路的分析,一、瞬时功率 p -W,二、平均功率 P -W,三、无功功率 Q -Var,四、视在功率 S -VA,五、功率因数的提高,六、复功率 -VA 七、习题,7.3 正弦稳

2、态电路的瞬时功率,瞬 时 功 率,7.3 正弦稳态电路的瞬时功率,7.3 正弦稳态电路的平均功率,平 均 功 率,可见: 1. P是一个常量，由有效值U、I及 ，( ) 三者乘积确定，量纲：W,2.当P0时，表示该一端口电路吸收平均功率P； 当P0时，表示该一端口电路发出平均功率|P|,3. 单一无源元件的平均功率：,: 感性， : 容性,对容性电路或感性电路： ，始终消耗功率,7.3 正弦稳态电路的平均功率,平均功率的两种计算方法,若正弦稳态二端网络N0中不含独立源,7.3 正弦稳态电路的无功功率,可见: 1. Q是一个常量，由有效值U、I及 ，( ) 三者乘积确定，量纲：Var (乏),:

3、 Q0, 吸收无功功率,正弦稳态一端口电路内部与外部能量交换的最大规模(即 瞬时功率可逆部分的振幅)定义为无功功率Q，即:,: Q0, 发出无功功率,2.,7.3 正弦稳态电路的无功功率,无功功率的两种计算方法,若正弦稳态二端网络N0中不含独立源,7.3 正弦稳态电路的视在功率,视 在 功 率 (表观功率),即有：,反映电源设备的容量（可能输出的最大平均功率） 量纲：VA (伏安) :,注： 在工程上视在功率用来表示电源设备（变压器、发电机等）的容量，也可用来衡量发电机可能提供的最大平均功率（额定电压额定电流）,7.3 正弦稳态电路的功率因数,功率因数及其提高,当正弦稳态一端口电路内部不含独立

4、源时， 用表示， 称为该一端口电路的功率因数,工业生产中很多设备都是感性负载，感性负载的P、U一定 时，越小，由电网输送给此负载的电流就越大。这样一 方面要占用较多的电网容量，又会在发电机和输电线上引 起较大的功率损耗和电压降。所以需要提高的值,7.3 正弦稳态电路的功率因数,纯电阻电路,R-L-C串联电路,纯电感电路或 纯电容电路,电动机 空载 满载,日光灯 （R-L-C串联电路）,常见电路的功率因数,7.3 正弦稳态电路的功率因数,提高功率因数的原则：,必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变,提高功率因数的措施:,并联电容,7.3 正弦稳态电路的功率因数,例

5、：在f=50Hz, U=380V的交流电源上，接有一感性负载， 其消耗的平均功率P1=20kW, 其功率因数 。 求：线路电流I1; 若在感性负载两端并联一组电容器， 其等值电容为 ，求线路电流I及总功率因数,7.3 正弦稳态电路的功率因数,并联电容的作用：减小端口电流，提高功率因数,工程上一般将功率因数提高到0.850.95,情况1： 欠补偿,呈电感性,7.3 正弦稳态电路的功率因数,情况2,呈电阻性,工程上很难补偿到1，电力系统中应尽量避免补偿到1,7.3 正弦稳态电路的功率因数,情况3：过补偿,呈电容性,补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算,7.3 正弦稳态电路的功率因数,给定

6、P1、 , 要求将 提高到 ，求C = ?,7.3 正弦稳态电路的复功率,复 功 率,则：,注：1、复功率不代表正弦量，故不用相量表示 2、本身无意义，仅为计算方便引出 3、单位和S一致,7.3 正弦稳态电路的复功率,N0中不含独立源：,7.3 正弦稳态电路的功率守恒,功 率 守 恒 情 况,无功功率守恒：,瞬时功率守恒:,平均功率守恒:,复功率守恒:,视在功率不守恒:,习题1,正误判断,对正弦一端口网络，下列关系是正确的是：,？,？,答案：3，5，9,习题2,例：已知一个负载的 另一个负载的 求此电路的总功率因数,习题3,例：已知Z=2+j2, IR =5A, IL=3A, IC =8A,

7、且总平均功率 P=200W, 求R, U,解：令,则,则,习题4,例：已知IC =2A, IR= A, XL =100, 且 与 同相，求U,解1：相量法：,则,令,习题4,因 与 同相：,习题4,注意：当一个纯电阻与一个纯电抗并联，且阻抗值相 等，即R = |X|，则其并联等效阻抗为实部、虚部各取 一半，阻抗性质不变,习题4,解2：相量图法,由电流三角形：, 由电压三角形：,习题5,例：已知U=100V, P =86.6W, I = I1 = I2, 求R, XL , XC,作出电路的相量图， 可见电流相量图为等边三角形,则：,习题6,例：已知I1=22A, I2 =10A, I=30A, R1 =10, f=50Hz。 试求电路参数R2和L；电路的功率因数 及P、Q、S。,