第九章正弦稳态的功率和能量 三相电路ppt课件.ppt

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1、第九章正弦稳态功率和能量三相电路主要内容2）能量消耗——平均消耗——平均功率3）能量交换——平均贮能——无功功率4）能量输出能力——视在功率，复功率5）最大功率传输定理6）三相电路1）R、L、C元件和二端网络功率与能量计算§9-1基本概念i+u1、瞬时功率:单位时间内做功的速率。能量对时间的导数,同一时刻u与i乘积。意义：p>0吸收功率，表示能量流入元件或网络p<0产生功率，表示能量流出元件或网络2、能量:在时间t0～t1，给予二端元件或网络的能量一、基本定义意义：从t=-∞～t1，给予二端元件或网络的能量二、不同元件功

2、率、能量关系结论：R只消耗能量，不储存能量；L、C不消耗能量，只储存能量。§9-2电阻的平均功率i+u1）瞬时功率：随时间变化，角频率2ω的正弦波动。一、电阻的瞬时功率结论：P=UIu,i,potpui2）瞬时功率波形由表达式和波形图可看出：电阻瞬时功率始终大于零。和前面的分析一致。二、电阻的平均功率定义：瞬时功率在一个周期内平均值大写小写1、有功功率：通常所说的功率，是平均功率，又称有功功率。2）瞬时能量：（方便起见，取初相角为零）3）平均能量：和直流电阻没有区别。平均功率的大小和频率与初相角无关。P=UIu,i,po

3、tpuitwR(t)wR(t)pt电阻特点：瞬时功率p(t)在任何时刻均大于或等于零，电阻元件始终吸收功率和消耗能量。§9–3电感、电容的平均储能1）瞬时功率：随时间变化，角频率2ω的波动。讨论正弦稳态电路中，L、C的功率和能量关系一、电感的储能2）瞬时功率波形tou,i,p+++___puip(t)>0吸收能量；p(t)<0释放能量；且：吸收能量=释放能量，所以平均功率P=0。能量流入多少，流出也多少4）平均储能：3）瞬时能量：towLav二、电容的储能1）瞬时功率：随时间变化，角频率2ω的波动。2）瞬时功率波形p(t

4、)>0吸收能量；p(t)<0释放能量；且：吸收能量=释放能量，所以平均功率P=0。能量流入多少，流出也多少tou,i,p+++___pui4）平均储能：3）瞬时能量：towCav1、P=0，不消耗能量。在一段时间吸收功率获得能量；另外一段时间释放出它所获得的全部能量。动态元件特点：2、WC＞0，WL＞0，能量在一段时间以电场或磁场的形式储存起来；另一段时间释放出能量。但储能总为正，是储能元件。三、电容和电感的无功功率定义电容和电感的无功功率：注：1）单位：乏（Var）2)电容的无功功率为负，电感的无功功率为正。其值均等于

5、平均储能值的2ω倍。P71：例9-3P73：例9-4作业：1~5，做书上不上交一、单口网络的瞬时功率无源网络+ui_第一种分解方法；第二种分解方法。§9–4、9-5单口网络的功率第一种分解方法：p有时为正,有时为负；正的部分多于负的部分p>0,单口网络吸收功率；p<0，单口网络发出功率；tiouUIcos恒定分量。UIcos(2t－)为正弦分量。p波形特点分析：P(t)的正负由cos决定P=UIcosto第二种分解方法：p1:功率恒正分量，属于单向传输功率，它总是由电源向N提供能量，体现着电路的有功过程，数值

6、规模由UIcos决定。其平均值为:P1=UIcos。p1p2p2:功率正负交变的分量，属于双向传输性功率，且能量的输入等于能量的输出，对应着电路中的N和电源进行能量交换的过程，属于无功过程。其数值规模取决于UIsin的数值。其平均值P2=0。P=P1+P2=UIcos二、有关功率的各个概念1、有功功率：它决定了有功过程的功率规模，在数值上恰好等于平均功率，也表明了单口网络N消耗能量的能力。=u-i：对无源网络，为其等效阻抗的阻抗角z。1）对于R:=0°P=UI；2）对于C:=-90°P=0；3）对于L:

7、=90°P=0。和前面一致4）对于无源单口网络:=z若含有受控源，z有可能大于90°，此时N释放能量。在波形上表现为负半轴总面积大于正半轴总面积。P>0,吸收能量5）对于含源单口网络:=u-ip可正可负；p>0,单口网络吸收能量，说明电阻消耗>电源提供；p<0，单口网络释放能量，说明电阻消耗<电源提供.平均功率(有功功率)实际上是电阻消耗的功率。表示电路实际消耗的功率，它不仅与电压电流有效值有关，而且与cos有关，这是交流和直流的很大区别,主要由于电压、电流存在相位差。结论cos：功率因数。2、视在功率S

8、没有明确的物理意义，工程上常用来衡量电气设备的容量。电气设备的容量指的是视在功率的额定值，可以认为是该设备潜在的做功能力。UN和IN分别为设备的额定电压和额定电流。3、功率因数：：又称功率因数角。无源网络：=Z：感性阻抗：Z:>0容性阻抗：Z:<0意义：对有功功率起着举足轻重的作用。当设备容量