电工电路测试与设计 教学课件 作者季顺宁 P1M3.ppt

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时间:2020-03-09

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1、模块1.3电路中电功率的测试任务1.3.1电功率的测量任务1.3.2电路的三种工作状态的测试任务1.3.1电功率的测量在电路的分析和计算中,能量和功率的计算是十分重要的。这是因为:一方面,电路在工作时总伴随有其他形式能量的相互交换;另一方面,电气设备和电路部件本身都有功率的限制,在使用时要注意其电流值或电压值是否超过额定值,过载会使设备或部件损坏,或是不能正常工作。(a)(b)(1)调整图(a)中电位器的大小,测量电源两端电压、电源内阻两端电压、负载两端电压、电位器两端电压及流过电路中的电流,把所

2、测数据记录到表中。(2)测量直流电路(b)中电源两端电压、电源内阻两端电压、负载两端电压及流过电路中的电流,把所测数据记录到表中。(3)分析实验数据,计算功率值做一做MNC1.8电功率的测量与计算用于功率分析计算的测量数据表图(a)测量值图(b)测量值电源电源内阻灯泡RP电源电源内阻灯泡大小方向大小方向大小方向大小方向大小方向大小方向大小方向电压电流功率由测量结果判断一下电源的功率与负载、内阻所得功率的关系。(1)在测试图a电路中,电源的功率(远大于/近似等于/远小于)灯泡的功率,在测试图b电路中

3、,电源的功率(远大于/近似等于/远小于)灯泡的功率。(2)电源电压的方向与流过电源电流的方向是(关联/非关联)方向;灯泡两端电压的方向与流过灯泡电流的方向是(关联/非关联)方向。(3)功率大于零是(发出/吸收)能量,功率小于零是(发出/吸收)能量。想一想:近似等于远大于非关联关联吸收发出1、电功率带电粒子在电场力作用下作有规则运动,形成电流。根据电压的定义,电场力所作的功为Wab=QUab,单位时间内电场力所作的功称为电功率,简称为功率。它是描述传送电能速率的一个物理量,用符号P表示,即:若电流的

4、单位为安培(A),电压的单位为伏特(V),则功率的单位为瓦特(W),简称为“瓦”。规定:消耗能量(吸收能量)提供能量(发出能量)功率与电流、电压的关系2Ω:P1=2×4=8W3Ω:P2=2×6=12WP1+P2=20W电源:PU=-2×10=-20W注:无论是关联还是非关联参考方向:消耗能量(吸收能量)提供能量(发出能量)计算时有两层符号:1、首先看u与i是关联参考方向还是非关联参考方向决定公式前的正负号,关联参考方向取“+”,非关联参考方向取“-”。2、公式选定以后,根据u与i本身的“+”“-”

5、符号代入式子计算,得出功率大于零,说明元件消耗能量,功率小于零,说明元件提供能量。吸收能量吸收能量发出能量发出能量电阻元件是一种对电流呈现“阻碍”作用的耗能元件。电阻的单位是欧姆()电导-电阻的倒数,用符号G表示,单位:西门子(S)关联的参考方向:非关联的参考方向:线性电阻的功率:关联:非关联:无论关联还是非关联,电阻上的功率总为:或例:在如图电路中,已知:U1=4V、U2=-8V、U3=6V、I=4A,求:P1、P1、P1、P2、电源与负载的判别(1)根据U、I的实际方向判别电源:U、I实际方向

6、相反,即电流从“+”端流出,(发出功率);负载:U、I实际方向相同,即电流从“-”端流出。(吸收功率)。(2)根据U、I的参考方向判别U、I参考方向相同,P=UI0,负载;P=UI0,电源。U、I参考方向不同,P=UI0,电源;P=UI0,负载。例:在如图所示电路中,方框表示电源或电阻,各元件的电压和电流的参考方向如图(a)所示。通过测量得知:,I1=2A,I2=1A,I3=1A,U1=4V,U2=-4V,U3=7V,U4=-3V。(1)试标出各电流和电压的实际方向。(2)试求每个元件的功

7、率,并判断其是电源还是负载。(1)当电流和电压为正值,其实际方向与参考方向一致;而电流和电压为负值,其实际方向和参考方向相反。按照上述原则,各电流和电压的实际方向(用虚线表示)如图(b)所示。(a)(b)(2)计算各元件的功率元件1:电压和电流参考方向一致P1=U1I1=4×2W=8W>0,该元件吸收功率,为负载。元件2:电压和电流参考方向一致P2=U2I2=-4×1W=-4W<0,该元件发出功率,为电源。元件3:电压和电流的参考方向不一致P3=-U3I3=-7×1W=-7W<0,该元件发出功率,

8、为电源。元件4:电压和电流的参考方向不一致P4=-U4I3=-(-3)×1W=3W>0,该元件吸收功率,为负载。3、电气设备的额定值电气设备的额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值(1)额定值反映电气设备的使用安全性;(2)额定值表示电气设备的使用能力。4、电气设备的三种运行状态(1)额定工作状态:I=IN,P=PN(经济合理安全可靠)(2)过载(超载):I>IN,P>PN(设备易损坏)(3)欠载(轻载):I

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