正弦稳态功率与能量三相电路.ppt
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1、关于正弦稳态功率和能量 三相电路第一张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 10106 6 复功率复功率 复功率守恒复功率守恒 10107 7 正弦稳态电路的功率正弦稳态电路的功率 10108 8 三相负载电源及其连接三相负载电源及其连接 10109 9 三相负载的连接三相负载的连接 101010 10 三相电路的功率三相电路的功率第十章第十章 正弦稳态功率和能量正弦稳态功率和能量 三相电路三相电路第二张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 10101 1 基本概念基本概念W(tW(t0 0,t,t1 1)是(是(t t0 0,t t1 1)时间内,给予元件或网络的能量;时间内,给予元
2、件或网络的能量;P(t)P(t)是流入元件或网络的能量的变化率;即元件或网络是流入元件或网络的能量的变化率;即元件或网络吸收的功率。吸收的功率。P(t)0,P(t)0,能量流入元件或网络;能量流入元件或网络;P(t)0,P(t)0,能量流出元件或网络能量流出元件或网络.第三张,PPT共七十三页,创作于2022年6月二端元件二端元件VCRVCR 吸收吸收 功率功率消耗消耗功率功率 流入流入 能量能量 存储存储 能量能量 U=Ri U=Ri i=Gu i=Gu Ri Ri2 2=Gu=Gu2 2RiRi2 2=Gu=Gu2 2 第四张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 10102 2 电阻的
3、平均功率电阻的平均功率 1 1、瞬时功率、瞬时功率 设施加于电阻两端的电压为设施加于电阻两端的电压为 则流过该电阻的电流为则流过该电阻的电流为 因此电阻吸收的瞬时功率为因此电阻吸收的瞬时功率为其中,其中,第五张,PPT共七十三页,创作于2022年6月2 2、平均功率:、平均功率:P P 瞬时功率在一周期内的平均值,称为平均功率瞬时功率在一周期内的平均值,称为平均功率P P 可得电阻的平均功率为可得电阻的平均功率为 第六张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 例例10-1 10-1 振幅为振幅为10V10V的正弦电压施加于的正弦电压施加于88电阻电阻 两端。电阻消耗的平均功率是多少?两端。电
4、阻消耗的平均功率是多少?解解 因此因此 第七张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 10103 3 电感、电容的平均储能电感、电容的平均储能 一、电感的平均储能一、电感的平均储能 1 1、设电感两端电压为、设电感两端电压为 则电感电流为则电感电流为 瞬时功率瞬时功率第八张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 因此,正弦激励时,电感吸收的平均功率为因此,正弦激励时,电感吸收的平均功率为0 0。电感的瞬时能量则为电感的瞬时能量则为 电感储能的平均值为电感储能的平均值为第九张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 电感的无功功率电感的无功功率 ,用以表明电感与外电路能量往返的,用以表明电感
5、与外电路能量往返的规模,即规模,即 由于由于 可知可知 ,故得,故得 上式表明:电感的无功功率等于其储能平均值的上式表明:电感的无功功率等于其储能平均值的 倍。倍。电感的无功功率电感的无功功率第十张,PPT共七十三页,创作于2022年6月二、电容的平均储能二、电容的平均储能 设电容的电流为设电容的电流为 则电容电压为则电容电压为 瞬时功率瞬时功率第十一张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 正弦激励时,电容吸收的平均功率为正弦激励时,电容吸收的平均功率为0 0。电容的瞬时储能为电容的瞬时储能为 电容储能平均值电容储能平均值第十二张,PPT共七十三页,创作于2022年6月2 2、电容元件的无
6、功功率、电容元件的无功功率 ,用以表明电容与,用以表明电容与 外电路能量往返的规模,即外电路能量往返的规模,即 与电感元件相似,也可以求得电容无功功率与电与电感元件相似,也可以求得电容无功功率与电 场储能间的关系为场储能间的关系为 上式表明:电容的无功功率为负,其值为电场上式表明:电容的无功功率为负,其值为电场 储能平均值的储能平均值的 倍。倍。电容的无功功率电容的无功功率第十三张,PPT共七十三页,创作于2022年6月求单口网络的平均功率求单口网络的平均功率 10104 4 单口网络的平均功率单口网络的平均功率 功率因数功率因数第十四张,PPT共七十三页,创作于2022年6月单口网络的阻抗单
7、口网络的阻抗Z为为第十五张,PPT共七十三页,创作于2022年6月根据分流规律根据分流规律第十六张,PPT共七十三页,创作于2022年6月第十七张,PPT共七十三页,创作于2022年6月一、瞬时功率一、瞬时功率p p第十八张,PPT共七十三页,创作于2022年6月二、平均功率二、平均功率P P第十九张,PPT共七十三页,创作于2022年6月在一般情况下,若单口网络端口电压与端口电流的相位差角为在一般情况下,若单口网络端口电压与端口电流的相位差角为 ,则电阻部分的电压为,则电阻部分的电压为 计算平均功率的公式应为计算平均功率的公式应为 这是正弦稳态电路的一个重要公式。电压分量这是正弦稳态电路的一
8、个重要公式。电压分量 称为电压的有功分量。称为电压的有功分量。即为单口网络即为单口网络的阻抗角。的阻抗角。单口网络的平均功率单口网络的平均功率第二十张,PPT共七十三页,创作于2022年6月视在功率和功率因数视在功率和功率因数 视在功率视在功率 S S,即,即 功率因数功率因数 ,即,即 对无源单口网络来说,消耗的平均功率对无源单口网络来说,消耗的平均功率 P=P=端口处所接电源提供的平均功率端口处所接电源提供的平均功率 =网络内部各电阻消耗的平均功率的总和网络内部各电阻消耗的平均功率的总和第二十一张,PPT共七十三页,创作于2022年6月平均功率的其他计算方法平均功率的其他计算方法第二十二张
9、,PPT共七十三页,创作于2022年6月功率守恒功率守恒第二十三张,PPT共七十三页,创作于2022年6月例:例:第二十四张,PPT共七十三页,创作于2022年6月例:用于连接发电机与负载的输电线,电阻为例:用于连接发电机与负载的输电线,电阻为0.09,电抗为电抗为0.3,若负载为,若负载为20kW的感应电动机,的感应电动机,功率因数为功率因数为0.8,负载端的电压和功率因数,并求负载端的电压和功率因数,并求发电机提供的功率。发电机提供的功率。第二十五张,PPT共七十三页,创作于2022年6月第二十六张,PPT共七十三页,创作于2022年6月第二十七张,PPT共七十三页,创作于2022年6月
10、10105 5 单口网络的无功功率单口网络的无功功率第二十八张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 若单口网络包含了多个电感和电容,无论若单口网络包含了多个电感和电容,无论如何连接,仍然成立,式中如何连接,仍然成立,式中 为所有电感为所有电感平均储能的总和,平均储能的总和,为所有电容平均储能为所有电容平均储能的总和。的总和。第二十九张,PPT共七十三页,创作于2022年6月因此,不难得出:因此,不难得出:为第为第k k个电感或电容的无功功率,电感取正,个电感或电容的无功功率,电感取正,电容取负。电容取负。称为无功功率守恒,称为无功功率守恒,与有功(平均)功率守恒,同为正弦交流电路分析的重与
11、有功(平均)功率守恒,同为正弦交流电路分析的重要关系。要关系。无功功率守恒:无功功率守恒:第三十张,PPT共七十三页,创作于2022年6月无功功率的其他计算方法无功功率的其他计算方法第三十一张,PPT共七十三页,创作于2022年6月视在功率视在功率S S、有功功率、有功功率P P和无功功率和无功功率Q Q功率因数功率因数单位:伏单位:伏安安(VA)(VA),常用的单位还有千伏常用的单位还有千伏安安(kVA)(kVA)功率三角形功率三角形第三十二张,PPT共七十三页,创作于2022年6月例:为了提高感性电动机的功率因数,可并联例:为了提高感性电动机的功率因数,可并联大小合适的电容。设有一大小合适
12、的电容。设有一220V,50Hz,50kW的的感应电动机,功率因数为感应电动机,功率因数为0.5。问:。问:(1)使用时,电源供应的电流是多少?无功功率)使用时,电源供应的电流是多少?无功功率是多少?是多少?(2)如果并联电容器,使功率因数达到)如果并联电容器,使功率因数达到1,所需的电,所需的电容值是多少?此时电源供应的电流是多少?容值是多少?此时电源供应的电流是多少?第三十三张,PPT共七十三页,创作于2022年6月(1)第三十四张,PPT共七十三页,创作于2022年6月第三十五张,PPT共七十三页,创作于2022年6月 10106 6 复功率复功率 复功率守恒复功率守恒第三十六张,PPT
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- 关 键 词:
- 正弦 稳态 功率 能量 三相 电路
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