正弦电流电路中的.ppt

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1、而而负载负载不会把能量返不会把能量返还给电还给电源源。6-2 正弦电流电路中的功率正弦电流电路中的功率NPIU+-中中因为因为C断断 L短短,所以只有所以只有R参考作用参考作用所以电源所以电源 负载负载 A.C.N中中 L C要参考作用要参考作用 因因为为uC,iL在变，所以在变，所以wC,wL也在变也在变 当当在在L和电路间存在能量的往返交换现象和电路间存在能量的往返交换现象其实：其实：一、瞬时功率一、瞬时功率p(t)单位：单位：W（瓦特）（瓦特）Np的的P吸吸=电源的电源的P出出设设 则则NP u i不同相，不同相，在一周期内，有在一周期内，有时时ui实际实际方向同，有方向同，有时时相反。

2、相反。当当u i实际方向同时实际方向同时当当u i实际方向反时实际方向反时在电源和在电源和NP间有能量的往返交换，该现象在电间有能量的往返交换，该现象在电 阻电路中不存在。阻电路中不存在。能量的振荡就只有在能量的振荡就只有在L、C和电源间进行和电源间进行 u(t)i(t)u(t),i(t),p(t)二二 平均功率平均功率(average power)单位：单位：W（瓦特）（瓦特）1NP吸收的吸收的P：=p(t)的恒定的恒定分量分量p(t)的恒定分量是的恒定分量是NP实际消耗的功率。实际消耗的功率。p(t)的简谐分量仅仅是的简谐分量仅仅是NP与电源间进行能量往返与电源间进行能量往返 交换的速率交

3、换的速率(没有作功没有作功)有功功率有功功率单位：单位：W（瓦特）（瓦特）有功分量有功分量无功分量无功分量2L吸收的平均功率吸收的平均功率PL 但在一周期内：但在一周期内：L不耗能不耗能 uLiL同理，同理，C不耗能不耗能3C吸收的平均功率吸收的平均功率PC 线线性性电电阻阻为为耗能元件耗能元件4R吸收的平均功率吸收的平均功率PRiR三三 视在功率视在功率(apparent power)单位单位VA（伏安）（伏安）1 视在功率视在功率S为电气设备的为电气设备的容量容量2 功率因数功率因数(或或PF)(power factor)（u i一致方向）一致方向）又叫又叫功率因数角功率因数角1 1 复功

4、率复功率(complex power)单位：单位：VA（伏安）（伏安）四、复功率四、复功率 和无功功率和无功功率QNP吸收的平均功率：吸收的平均功率：为为NP吸收的复功率吸收的复功率 为辅助计算量为辅助计算量为为NP吸收的吸收的无功功率无功功率 单位：单位：VAR（乏）（乏）2有功功率有功功率P和无功功率和无功功率Q为为NP吸收的有功功率吸收的有功功率 单单位：位：W（瓦特）（瓦特）sin 无功因数无功因数(1)(2)(reactive power)有功功率有功功率 单位：单位：w（瓦特）（瓦特）无功功率无功功率 var（乏）（乏）(3)a)用用NP的串联等效电路来分析的串联等效电路来分析+_

5、RjX+_感性无功（正值无功）感性无功（正值无功）容性无功（负值无功）容性无功（负值无功）设设X0电压三角形电压三角形阻抗三角形阻抗三角形功率三角形功率三角形取其模除以取其模除以I乘以乘以I2PQS(power triangle)b)用用NP的并联等效电路来分析的并联等效电路来分析B0 容性容性 Q0B0+_GjB电流三角形电流三角形导纳三角形导纳三角形功率三角形功率三角形取其模除以取其模除以U乘以乘以U2GBPSQ+_GjB3二端元件二端元件R、L、C 的的(1)(2)电感吸收正值无功电感吸收正值无功(3)电容吸收负值无功电容吸收负值无功(4)由由 RLC组成的组成的NP的的当当 X0 时，

6、为感性电路时，为感性电路当当 X0 时，为容性电路时，为容性电路B0求全电路吸收的复功率和各支路吸收的复功率求全电路吸收的复功率和各支路吸收的复功率。解解Z全电路吸收的复功率全电路吸收的复功率 各支路吸收的复功率各支路吸收的复功率 守守恒恒与与例例2 在图示电路中，已知在图示电路中，已知R1=10 ，XC=17.32 ，I1=5 A，U=120 V，UL=50 V，同相。求同相。求R、R2和和XL。解解所以电路吸收的所以电路吸收的Q总总=0 作业作业 6-14 求复功率和功率因数求复功率和功率因数 瞬时功率瞬时功率是时间的函数，但却不是时间的正弦函数，是时间的函数，但却不是时间的正弦函数，单位

7、为单位为瓦特瓦特。平均（有功）功率平均（有功）功率不是时间的函数，一般而言是常不是时间的函数，一般而言是常数，它表示二端网络实际消耗的功率，可用功率表测量，数，它表示二端网络实际消耗的功率，可用功率表测量，单位为单位为瓦特瓦特。无功功率无功功率表示二端网络与电源之间能量往返交换的表示二端网络与电源之间能量往返交换的最大速率，它可用无功功率表测量，单位为最大速率，它可用无功功率表测量，单位为乏乏。视在功率视在功率常用于表示电源设备的容量，它既是平均常用于表示电源设备的容量，它既是平均功率的最大值，也是无功功率的最大值，单位为功率的最大值，也是无功功率的最大值，单位为伏安伏安。复功率复功率是功率分

8、析中的辅助计算量，它可以将平均是功率分析中的辅助计算量，它可以将平均功率、无功功率、视在功率及功率因数角联系起来，功率、无功功率、视在功率及功率因数角联系起来，单单位为位为伏安伏安。比较比较例例3 三表法测参数三表法测参数已知电压表读数为已知电压表读数为50V，电流表读数为电流表读数为1A，功率表，功率表读数为读数为30W，电源频率为，电源频率为50Hz，求线圈的电阻，求线圈的电阻R、电感电感L及其功率因数。及其功率因数。解：解：注意注意 p(t)0 表能量传递方向表能量传递方向p(t)0 表感性无功表感性无功 负载为感性负载负载为感性负载Q0 表容性无功表容性无功 负载为容性负载负载为容性负

9、载对于对于S一定的电源：一定的电源：若需提供一定的若需提供一定的对于对于US一定的电源一定的电源+-+-若需传送一定的若需传送一定的P要求：电压降落不能太大要求：电压降落不能太大 线路损耗不能太大线路损耗不能太大所以采用所以采用 高压输电高压输电五五 功率因数的提高功率因数的提高提高功率因数的方法提高功率因数的方法例例4 已知已知 电源的电源的f=50HZ,U=220V,IL=0.4A,P=40 w解解(1)（1）求日光灯电路吸收的无功功率及功率因数；）求日光灯电路吸收的无功功率及功率因数；（2）求日光灯电路的等效阻抗）求日光灯电路的等效阻抗Z1，等效电阻等效电阻R和和和和 等效电感等效电感L

10、之值；之值；（3）如果要求将功率因数提高到）如果要求将功率因数提高到0.95，试问在，试问在AB 二端间并联电容二端间并联电容C之值应为多少？之值应为多少？(3)(3)并联电容以后并联电容以后 PQ1S1QS(2)a)作并联电容前后的功率三角形作并联电容前后的功率三角形b)用电流三角形来分析用电流三角形来分析i(t)iL(t)CiC(t)iR(t)+-例例5解（解（1）（2）并）并C后后（a）用阻抗计算）用阻抗计算DC-+（b）用电流计算）用电流计算六 负载Z获得最大功率的条件 当当Xi +X=0，即即X=Xi 时时首先将除首先将除Z以外的电路以外的电路用戴维宁定理化简用戴维宁定理化简若仅若仅X可调可调负载吸收最大功率的条件为负载吸收最大功率的条件为 X=Xi共轭匹配共轭匹配若若R、X均可调均可调则先调则先调X：使：使再调R：令思考：若改变思考：若改变Zi来实现共轭匹配，来实现共轭匹配，Z能获得最大功率吗？能获得最大功率吗？求最大功率的方法对求最大功率的方法对DCN也实用也实用