第3章 正弦稳态电路的功率02

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1、§3.3.1元件的功率§3－3正弦稳态电路的功率电阻只吸收(消耗)功率，不发出功率。1、瞬时功率：一、电阻元件的功率pUI即瞬时功率在一周期内的平均值平均功率就是实际消耗的功率，故又称有功功率。2、平均功率1、瞬时功率：p>0，吸收电能，电能磁场能量说明：电源与电感两者交换能量。p<0，释放能量，磁场能量电能二、电感元件的功率2.平均功率（有功功率）电感并不消耗功率。3.无功功率为了衡量电感与电源进行能量交换的规模，引入“无功功率”这一概念，规定无功功率等于瞬时功率的最大值。单位：Var乏KVar千乏电感在任意时刻的储能为：电感的平均储能为：1、瞬时功率：p>0，电能电场能量，

2、电容充电说明：电源与电容两者交换能量。p<0，电场能电能，电容放电三、电容元件的功率2.平均功率（有功功率）电容并不消耗功率。3.无功功率QC取负值，而QL取正值，以资区别。为了衡量电容与电源进行能量交换的规模，引入“无功功率”这一概念，规定无功功率等于瞬时功率的最大值。电容在任意时刻的储能为：电容的平均储能为：小结：电阻电容电感瞬时值表达式u=Ri相量有效值U=RIU=XLIXL=wLU=XCIXC=1/(wC)有功P=I2R=U2/R00能量W=I2RtW=Li2/2W=Cu2/2相位无功0Q=ILULQ=-ICUC解：电阻上的功率为：电感的平均储能：电容的平均储能：一端口

3、网络吸收的功率（u、i取关联参考方向）1.瞬时功率(instantaneouspower)令p有时为正,有时为负；p>0,电路吸收功率；p<0，电路发出功率；3.3.2二端电路的功率2.平均功率(averagepower)P：（P的单位：W）又称有功功率。λ>0表示该网络吸收有功功率。λ<0表示该网络发出有功功率。功率因数功率因数角。对无源网络，为其等效阻抗的阻抗角。cosj=P/(UI)一般地,有0cosj1X>0,j>0,感性，滞后功率因数（电流滞后）X<0,j<0,容性，超前功率因数（电流超前）例：若cosj=0.5(滞后)，则j=60ocosj1,纯电阻0，纯电

4、抗、纯电容(电流滞后电压60o)。电路中的平均功率（有功功率）实际上是电阻消耗的功率，它不仅与电路的电压电流有效值有关，而且与cosj有关，这是交流和直流的很大区别,主要由于存在储能元件产生了阻抗角。3.无功功率(reactivepower)Q单位：var(乏)。Q的大小反映网络与外电路交换功率的大小。是由储能元件L、C的性质决定的Q>0，表示网络吸收无功功率；Q<0，表示网络发出无功功率。电感吸收无功功率电容发出无功功率4.复功率复功率可表示为：5.视在功率(表观功率)S反映电气设备的容量。S的单位：VA（伏安）jQPS+=~SUIQPS==+=22

5、~

6、可以证明，复功率是守

7、恒的。即0~1=å=nKKS或(01*=å=nKKKIU)··单位：W单位：var单位：VAjSPQ功率三角形jSPQjZRXjUURUX功率三角形阻抗三角形电压三角形已知：电动机PD=1000W，U=220V，f=50Hz，C=30F。求负载电路的功率因数。D的功率因数为0.8（滞后）。例.解：6.交流电路功率的测量i1i2R电流线圈电压线圈单相功率表原理：指针偏转角度与P成正比，由偏转角(校准后)即可测量平均功率P。使用功率表应注意：(1)同名端：在负载u,i关联方向下，电流i从电流线圈“*”号端流入，电压u正端接电压线圈“*”号端，此时P表示负载吸收的功率。(2)量程：

8、P的量程=U的量程I的量程cos(功率表指针读数)测量时，P、U、I均不能超量程。~+—Z解：三表法测线圈参数。已知f=50Hz，且测得U=50V，I=1A，P=3W。例.7、功率因数提高P=Scosjcosj=1,P=S=75kWcosj=0.7,P=0.7S=52.5kW一般用户：异步电机空载cosj=0.2~0.3满载cosj=0.7~0.85日光灯等cosj=0.45~0.6设备容量S(额定)向负载送多少有功功率要由功率因数决定。负载iu说明：由负载性质决定。与电路的参数和频率有关，与电路的电压、电流无关。功率因数和电路参数的关系RZ功率因数低的危害：(2)增加线

9、路和发电机绕组的功率损耗。发电机的电压U和输出功率P一定时，电流I与功率因数成反比。线路和发电机绕组上的功率损耗与功率因数成反比。提高功率因数可以提高发电设备的利用率，并节约大量电能。(1)发电设备的容量不能充分利用。额定情况下发电设备发出的有功功率：因为发电设备的额定功率一定，所以功率因数越小发电设备发出的有功功率越小，无功功率越大。额定功率一定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U和负载的有功功率P不变。提高功率因数的措施:uiRL并电容C分析:j1j2