第9讲正弦交流电路功率及谐振.pptVIP

第9讲 正弦交流电路功率及谐振 重点内容： 1、掌握正弦交流电路的功率； 2、掌握提高功率因数的方法； 3、掌握谐振电路的特点。 难点内容： 1、理解谐振现象的危害； 2、 掌握提高功率因数的方法。 2.6 正弦交流电路的功率 2.6 正弦交流电路的功率 2.6 正弦交流电路的功率 2. 并联电容值的计算 2.7 电路中的谐振 2.7.1串联谐振 2. 串联谐振特怔 2.7.2 并联谐振 1. 谐振条件 1. 谐振条件 课堂小结： * ＲＬＣ串联电路中唯有电阻Ｒ是耗能元件，故电路的有功功率Ｐ等于电阻Ｒ上消耗的功率。 各元件的有功功率为 一、有功功率P 有功功率是电路实际消耗的功率。单位：瓦（W） 各元件的无功功率为 二、无功功率Q 电路中电源与电感电容元件间能量交换规模的大小用无功功率来表示，单位：乏（var） 注意：电感Ｌ上的功率QL为感性无功功率，取正；电容Ｃ上的功率QC为容性无功功率，取负。 三、视在功率Q 视在功率是电源提供给电路的总功率，反映了交流电源的容量大小，单位为伏安（ＶＡ） 功率三角形 四、功率因数的提高 1、提高功率因数常用的办法 在感性负载两端并联容量适当的电容器。 相量图: 又由相量图可得： 即: + - 例1: 解： (1) （2）如将 从0.95提高到1，试问还需并多 大的电容C。 （1）如将功率因数提高到 ,需要 并多大的电容C,求并C前后的线路的电流。 一感性负载,其功率P=10kW, ， 接在电压U=220V , ?=50Hz的电源上。 即 即 求并C前后的线路电流 并C前: 可见 : cos ??1时再继续提高，则所需电容值很大（不经济），所以一般不必提高到1。 并C后: (2) 从0.95提高到1时所需增加的电容值 在同时含有L 和C 的交流电路中，如果总电压和总电流同相，称电路处于谐振状态。此时电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。 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 研究谐振的目的，就是一方面在生产上充分利用谐振的特点，(如在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用)。另一方面又要预防它所产生的危害。 谐振的概念： 同相 由定义，谐振时： 或： 即 谐振条件： 谐振时的角频率 串联谐振电路 1. 谐振条件 R L C + _ + _ + _ + _ 2. 谐振频率 根据谐振条件： 或 电路发生谐振的方法： (1)电源频率 f 一定，调参数L、C 使 fo= f； 2. 谐振频率 (2)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f = fo 或： (1) 阻抗最小 可得谐振频率为： 当电源电压一定时： (2) 电流最大 电路呈电阻性，能量全部被电阻消耗， 和 相互补偿。即电源与电路之间不发生能量互换。 (3) 同相 (4) 电压关系 电阻电压：UR = Io R = U 大小相等、相位相差180? 电容、电感电压： UC 、UL将大于 电源电压U 当 时： 有： 由于 可能会击穿线圈或电容的 绝缘，因此在电力系统中一般应避免发生串联谐振，但在无线电工程上，又可利用这一特点达到选择信号的作用。 令： 表征串联谐振电路的谐振质量 品质因数， 所以串联谐振又称为电压谐振。 注意 谐振时: 与 相互抵消，但其本 身不为零，而是电源电压的Q倍。 相量图： 如Q=100,U=220V,则在谐振时 所以电力系统应避免发生串联谐振。 + - 实际中线圈的电阻很小，所以在谐振时有 则： 2. 谐振频率 或 可得出： 由： 3. 并联谐振的特征 (1) 阻抗最大，呈电阻性 (当满足 ? 0L ?? R时) (2)恒压源供电时，总电流最小； 恒流源供电时，电路的端电压最大。 (3)支路电流与总电流 的关系 当? 0L ?? R时， ?1 支路电流是总电流的 Q倍 ? 电流谐振 相量图