感性负载与电容器并联及功率因数的提高 教学设计.doc

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1、2.4.6感性负载与电容器并联及功率因数的提高实际大多数负载都属于电感性负载，既含有R又含有L。这类负载与电容器并联，就组成了如图2.4.10所示的电路，在实用中很有意义。1.电流与电压的关系及功率设电源电压v的初相为零，通过RL支路的瞬时电流为i1，相应的有效值为i1滞后v的角度φ1cosφ1=R/

2、Z1

3、通过电容支路的电流为iC，有效值为　　　IC=V/XCiC比超前v了π/2，它们的矢量如图2.4.10所示。I1和IC的合成矢量I，即为所求总电流的矢量。I=I1+IC由矢量图可得　　　　　　　　　

4、　　　　　　　　由矢量图可看出：当I1sinφ1＞IC时，电流i滞后电压v，电路呈感性；当I1sinφ1＜IC时，i超前v，电路呈容性；当I1sinφ1=IC时，i与v同相，电路呈阻性。R、L与C并联电路的有功功率P和无功功率Q分别为P=VIcosφQ=VIsinφ2.功率因数的提高从矢量图中可以看出，在电感性负载的两端并联电容器后，使总电流与电压间的相位差φ小于感性负载上电流与电压的相位差φ1，这样就提高了电路的功率因数。功率因数是电路运行状况的重要指标之一。如负载为纯电阻，功率因数cosφ=1，说明

5、电源提供的功率全部转换成有功功率P；在供电线路中，电感性负载越多，如电动机、电磁铁等，这意味着电源向电路提供的视在功率中有功成分减少，而与电感间进行能量交换的成分增大，功率因数不再为1。这部分能量往返传递，占用了线路的容量而又未取得电源向负载输送能量的效果。可见，提高功率因数是非常有实际意义的。（1）提高功率因数可使电源设备的容量得到充分利用。设电源的容量为S=VI，负载取用的有功功率P=VIcosφ。可见，电路的功率因数越高，电路获得的有功功率越大，电源供电能力的利用率就越高；反之，功率因数越低，P越

6、小，电源供电能力利用得越差。（2）提高功率因数可减小输电线路上的功率损失并节省输电线材料。由P=VIcosφ可以看出，当P和V一定时，功率因数越高，则线路中的电流越小，输电线路上的功率损失也随之减小，输电导线的截面积可以减小，从而节约了电能并节省了导线材料。通过与感性负载并联适当容量的电容器来提高功率因数，一般提高到0.9左右就可以了，因为要补偿到功率因数接近1时，所需的电容量太大，反而不经济。设要求的cosφ为已知，由矢量图可知并联电容器支路的电流IC=I1sinφ1－Isinφ负载的功率P=VI1c

7、osφ1=VIcosφ，所以IC=P(tgφ1－tgφ)/V又因IC=V/XC=ωCV，故应并联的电容