电工技术5正弦交流电路的功率.ppt

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1、3-7正弦交流电路的功率一、瞬时功率+-Nui0ωtuip若网络N吸收的瞬时功率()()iuttUIuipywyw++==sinsin2jyywcos)2cos(UIt-UIiu+++=p>0表示网络N吸收能量p<0表示网络N释放能量。当

2、

3、↑时，p的正的部分↓负的部分↑常数部分↓当

4、

5、↓时，p的正的部分↑负的部分↓常数部分↑当

6、

7、=π时，p的正、负部分相等，常数部分=0而＝0时，总有p≥0纯电阻时：纯电感时：纯电容时：任何时刻pR≥0，所以电阻R为耗能元件。而pL、pC正负半轴对称，L和C为非耗能元

8、件。单位：瓦（W）、千瓦（kW）cos—功率因数—功率因数角纯电阻时：纯电感时：不耗能纯电容时：不耗能二、有功功率（平均功率）三、无功功率单位：乏var电压超前电流，为感性电路电压滞后电流，为容性电路纯电感：纯电容：四、视在功率如变压器的容量为1000VA，额定工作状态下：如cos=0.5，则P=1000×0.5=500W如cos=1，P=1000W五、复功率如端口处+-N单位：伏安（VA）网络N吸收的复功率复杂电路中的功率满足P=P1+P2+……Q=Q1+Q2+…………但SS1+S2+……单位：伏

9、安（VA）Z1为感性Z2为容性负载，P2=10KW，cos2=0.9。求总的有功、无功、视在功率和功率因数。Z1Z2解：总的有功P1=20KW，cos1=0.85；例Z1为感性负载，总的无功总的视在功率功率因数Z2为容性问题的提出：日常生活中很多负载为感性的，其等效电路及相量关系如下图。uiRLCOSI当U、P一定时，希望将COS提高P=PR=UICOS其中消耗的有功功率为：六功率因数的提高负载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

10、例40W白炽灯40W日光灯发电与供电设备的容量要求较大供电局一般要求用户的，否则受处罚。纯电阻电路R-L-C串联电路纯电感电路或纯电容电路电动机空载满载日光灯（R-L-C串联电路）常用电路的功率因数提高功率因数的原则：必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。提高功率因数的措施:uiRL并电容C并联电容值的计算uiRLC设原电路的功率因数为cosL，要求补偿到cos须并联多大电容？（设U、P为已知）分析依据：补偿前后P、U不变。由相量图可知：iuRLC呈电容性。呈电感性问题与

11、讨论功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况:功率因素补偿问题（一）呈电阻性结论：在角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。感性（较小）容性（较大）C较大功率因数补偿成感性好，还是容性好？一般情况下很难做到完全补偿（即：）过补偿欠补偿功率因素补偿问题（二）并联电容补偿后，总电路（R-L//C）的有功功率是否改变了？问题与讨论R定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。<<通过计算可知总功率不变。I、其中功率因素补偿问题（三）提高功率因数除

12、并电容外，用其他方法行不行？补偿后RL串电容行否补偿前RLC问题与讨论串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到1，但不可以这样做！原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所需的额定工作电压。同样，电路中串、并电感或电阻也不能用于功率因数的提高。其请自行分析。RLC含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路的功率因数等于1，即：u、i同相，便称此电路处于谐振状态。谐振串联谐振：L与C串联时u、i同相并联谐振：L与C并联时u、i同相谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛。谐振概念：

13、3-8电路中的谐振串联谐振的条件RLC串联谐振电路、同相若令：则：谐振串联谐振的条件是：一、串联谐振：谐振频率：串联谐振的特点U、I同相当时当电源电压一定时：UC、UL将大于电源电压U注：串联谐振也被称为电压谐振当时，谐振时：、品质因素---Q值定义：电路处于串联谐振时，电感或电容上的电压和总电压之比。谐振时:在谐振状态下,若R>XL、R>XC，Q则体现了电容或电感上电压比电源电压高出的倍数。串联谐振特性曲线I谐振电流谐振频率下限截止频率上限截止频率通频带关于谐振曲线的讨论(a)不变，变化。(b)

14、不变，变化。(c)不变，变化。不变，谐振曲线讨论（之一）结论：R的变化引起变化R愈大愈小（选择性差）R愈小愈大（选择性好）R小R大不变，变化。（1）不变即LC不变R改变改变（2）分析：（1）不变即U、R不变（2）改变结论：LC的变化引起变化L变小或C变小变大L变大或C变大变小谐振曲线分析（之二）不变，变化。谐振曲线分析（之三）结论：Q愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐。Q愈小，带宽愈大，曲线愈平坦。分析：不