电工电子技术第三版课件教学课件 作者 叶淬 主编第二章2课件.ppt

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1、一、提高功率因数的意义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，COS的提高可以使：第六节提高功率因数P=PR=UICOS其中消耗的有功功率为：1)电源的容量得以充分利用；2)减少传输线上的损耗例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。二、提高功率因数的方

2、法:uiRL并电容C并电容后电路的分析并联电容后总电路功率因数提高！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:功率因数补偿问题（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

3、数补偿问题（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、其中功率因数补偿问题（三）提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？补偿后RjXL串电容行否补偿前RjXLC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。并联电容前后，感性负载的电压、电流、功率因数、功率均不变；提高的是电源和电网的功率因数；减小了电源输出的总电流，提高了电源的有效利用率。RjXLC含有电

4、感和电容的电路中通过改变电源的频率、和电路的参数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。本节主要集中讨论串联谐振！谐振概念：第七节电路中的串联谐振一、串联谐振的条件RjXL-jXC串联谐振电路、同相若令：则：谐振串联谐振的条件是：谐振频率：二、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：、三、品质因数---Q值定义：电路处于串

5、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。四、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谐振曲线讨论结论：R的变化引起变化R愈大,Q越小愈小（选择性差）R愈小Q越大愈大（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）串联谐振时的阻抗特性容性感性串联谐振应用举例收音机接收电路接收天线与C：组成谐振电路将选择的信号送接收电路组成谐振电路，选出所需的电台。为来自3个不同电台（不同频率）的电动势信号；已知：解：如果要收听节目，

6、C应配多大？问题（一）：结论：当C调到150pF时，可收听到的节目。问题（二）：信号在电路中产生的电流有多大？在C上产生的电压是多少？已知：解答：所希望的信号被放大了64倍。提高功率因数电路中的谐振状态——并联谐振特点支路电流可能大于总电流同相时则谐振品质因数--Q:Q为支路电流和总电流之比。容性感性并联谐振特性曲线当R比较大时,不近似反相小非正弦周期交流信号的特点不是正弦波按周期规律变化一、概述第八节非正弦周期电流电路半波整流电路的输出信号非正弦周期交流信号举例示波器内的水平扫描电压周期性锯齿波交直流共存电路+VEs计算机内的脉冲信号Tt基波（和原

7、函数同频）二次谐波（2倍频）直流分量高次谐波二、非正弦周期量的分解周期函数非正弦周期函数凡是符合狄里赫莱条件的都可以进行富里哀分解22t)1t=)10wAm++++sin(2wm+wsin()(AAtf…..周期性方波的分解tttt基波直流分量三次谐波五次谐波七次谐波例1基波直流分量直流分量+基波三次谐波直流分量+基波+三次谐波例2u二、非正弦周期电流线性电路的分析计算2）利用正弦交流电路的计算方法，对直流和各次谐波信号分别计算。（注意对交流各谐波的XL、XC不同，对直流C相当于开路、L相于短路。）1）利用富里哀级数，将非正弦周期函数展开成直流和若干种频

8、率的谐波信号；3）将以上计算结果，用瞬时值迭加。要点方波信号激励的电路已知：求：