12-5交流电的功率.ppt

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1、§12-5交流电的功率一、瞬时功率和有功功率交流电路中电压与电流之间有相位差，u(t)=U0cost,i(t)=I0cos(t)电源输给交流电路瞬时功率(activepower)为瞬时功率由两项组成，一项与时间无关常数项，另一项是以二倍频率随时间变化的周期性函数。1平均功率(averagepower)也称有功功率cos功率因数，表示有功功率在UI中所占比率。交流电的有功功率等于电压和电流的有效值与功率因数三者的乘积。在纯电阻电路中，=0，cos=1，，表示电源提供给电路的有功功率为最大。2瞬时值为正值，表示电源向电路提供能

2、量；瞬时值为负值，表示电路将能量回授给电源。平均功率为零，说明电源向电路提供的能量与电路回授给电源的能量相等。一般情况+/2>>/2,1>cos>0,。正值功率的时间长于负值功率的时间，即电源对电路提供的能量大于电路回授给电源的能量。纯电感或纯电容电路中=/2,cos=0,。功率瞬时值并不总为零，正值功率的时间与负值功率时间相等。3二、视在功率和无功功率电力设备输出的电压有效值U与电流有效值I的乘积也称为视在功率，对外提供的功率还必须再乘以功率因数。视在功率(表观功率apparentpower)为电压有效值U与电流有效值

3、I的乘积，S=UI.实际电压和电流都不得超过所标额定值。额定电压与额定电流的乘积称为额定视在功率，或称容量。电路或用电器消耗的功率=Scos4复阻抗包括实部和虚部,实部是电阻,虚部是电抗。其中r=Zcos，X=Zsin复阻抗的实部与有功功率相对应，它所消耗的功率就是电路所消耗的功率。通常将复阻抗的实部称有功电阻。利用U=IZ有功功率可写为有功电阻代表电功率的任何消耗或转换，而一般电阻只表示电功率向热功率的转换。5复阻抗的电抗部分必定不消耗功率只储存功率。电抗储存功率的最大值为无功功率(reactivepower)视在功率的单位是V

4、A(伏安)和kVA(千伏安)，无功功率的单位是Var(乏)和kVar(千乏)，有功功率的单位W(瓦)和kW(千瓦)。视在功率、有功功率和无功功率三者关系视在功率也可用阻抗来表示S=UI=I2Z6*三、提高功率因数的意义和方法输电线消耗功率、电路或用电器吸收或获得的功率以及电力系统输出功率，都与功率因数有密切关系。改变电路电抗可以改变阻抗，从而改变功率因数。对于感抗性(或容抗性)负载，总是用并联或串联适量电容(或电感)的方法提高其功率因数。提高功率因数可减小输电线和电源内阻上的电势降落，从而保证用户电器得到一定的电压。提高功率因数可以

5、充分发挥电力设备的能力。7例1:电压220V、频率50Hz交流电源供给一感抗性负载以550W的有功功率，功率因数为0.6。问：(1)欲使功率因数提高到1，需串联多大的电容？(2)串联电容器后，电源供给的有功功率为多大？解:(1)因为负载是感抗性的，可将其复阻抗写为由已知条件可以求得负载的阻抗可得负载的电抗8(2)串联电容器后，负载的功率因数cos=1，电源供给的有功功率等于视在功率，所以由此解得根据题意，串联电容器C后，应使负载的功率因数cos=1，即=0，就是必须使复阻抗变为实数。于是可以得到9