电路原理_8正弦电流电路中的功率.ppt

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1、正弦电流电路的稳态分析正弦电流电路的稳态分析正弦电流电路中的功率正弦电流电路中的功率正弦电流电路中的功率正弦电流电路中的功率二端网络吸收的功率二端网络吸收的功率(u,i 关联关联)1.瞬时功率瞬时功率(instantaneous power)N+ui_ p有时有时为正为正,有时有时为负；为负；表明有能量交换表明有能量交换 pUIcos 负表明耗能负表明耗能2.平均功率平均功率(有功功率有功功率)P：cos ：功率因数功率因数 P 的单位的单位:W =u-i：功率因数角功率因数角0cos 1 t iOuR:PR=UIcos =UIcos0 =UI=I2R=U2/RL:PL=UIcos =UIco

2、s90 =0C:PC=UIcos =UIcos(-90)=03.无功功率无功功率(reactive power)Q单位：单位：var QL=UIsin =UIsin90 =UI0 表示网络吸收无功功率；表示网络吸收无功功率；iuL+-QC=UIsin =UIsin(-90)=-UI 0 表示网络发出无功功率。表示网络发出无功功率。iuC+-同一电路中，电感、电容的无功可互相补偿。同一电路中，电感、电容的无功可互相补偿。SPQ功率三角形功率三角形有功，无功，视在功率的关系有功，无功，视在功率的关系：P=UIcos Q=UIsin S=UI4.视在功率视在功率(表观功率表观功率)S复复功功率率守守

3、恒恒定定理理：在在正正弦弦稳稳态态下下，任任一一电电路路的的所所有有支支路路吸吸收收的复功率之和为零。即的复功率之和为零。即 复功率复功率N+_定义：定义：共轭复数共轭复数+_+_+_有功守恒有功守恒无功守恒无功守恒已知如图。已知如图。求各支路的功率。求各支路的功率。例例.+_100o A10 j25 5-j15 解解：校验：校验：769+j1923+1116-j3348=1885-j1425P吸吸=P发发Q吸吸=Q发发P源发源发=1885(W)Q源吸源吸=1425(var)PQ 有功功率的测量有功功率的测量单相功率表原理单相功率表原理指指针针偏偏转转角角度度(由由M确确定定)与与P成成正正比

4、比，由由偏偏转转角角(校校准后准后)即可测量平均功率即可测量平均功率 P。设电流设电流i1从电流线圈从电流线圈“*”端流入端流入i1电流线圈电流线圈*电压线圈电压线圈i2R*+-u电压电压u正端接电压线圈正端接电压线圈“*”端端平均功率平均功率 P=UI1cos RW*功率表在电路中符号功率表在电路中符号例例 三表法测线圈参数。三表法测线圈参数。已已 知知 f=50Hz，且且 测测 得得U=50V，I=1A，P=3W。解解RL+_ZVAW*功率因数的提高功率因数的提高P=Scos S75kVA负载负载cos =1,P=S=75kWcos =0.7,P=0.7S=52.5kW(1)充分利用设备容

5、量充分利用设备容量 为什么要提高功率因数？为什么要提高功率因数？当当P,U一定时一定时(2)减少线路损耗。减少线路损耗。提高感性负载功率因数办法提高感性负载功率因数办法:并联电容并联电容 1 2LRC+_一般用户：一般用户：异步电机异步电机 空载空载cos =0.20.3 满载满载cos =0.70.85日光灯日光灯 cos =0.450.6随随C增大增大全全不要求不要求(电容设备投资增加电容设备投资增加,经济效果不明显经济效果不明显)欠欠过过使功率因数又由高变低使功率因数又由高变低(性质不同性质不同)综合考虑，提高到适当值为宜综合考虑，提高到适当值为宜(0.9 左右左右)。已知：已知：f=5

6、0Hz,U=380V,P=20kW,cos 1=0.6(滞后滞后)。要使。要使功率因数提高到功率因数提高到0.9,求并联电容求并联电容C。例例.P=20kW cos 1=0.6+_CLRC+_解解：1 2补偿容量也可以用功率三角形确定：补偿容量也可以用功率三角形确定：1 2PQCQLQ思考思考：能否用串联电容提高：能否用串联电容提高cos?=44.69返回首页返回首页最大功率传输最大功率传输讨论正弦电流电路中负载获得最大功率讨论正弦电流电路中负载获得最大功率Pmax的条件。的条件。ZLZi+-Zi=Ri+jXi，ZL=RL+jXLZL=?可获最大功率可获最大功率Pmax(a)先讨论先讨论XL改

7、变时改变时(RL不变不变)，P的极值的极值显然，当显然，当Xi+XL=0，即即XL=-Xi时，时，P获得极值获得极值(b)再讨论再讨论RL改变时，改变时，P的最大值的最大值当当RL=Ri时，时，P获得最大值获得最大值综合综合(a)、(b)，可得负载上获得最大功率的条件是：可得负载上获得最大功率的条件是：ZL=Zi*，即即RL=RiXL=-Xi左图电路中，已知左图电路中，已知 gm=0.0025,求求ZL=？时时ZL获获 最大功率。最大功率。并求此最大功率。并求此最大功率。ZLZi+-20 ZL-+C+-20 10 20-+C+-20 10 解：用戴维南定理等效。解：用戴维南定理等效。求求Zi(加压求流加压求流)20-+C20 10 ZLZi+-时时ZL获获 最大功率。最大功率。返回首页返回首页作业:9-299-39