《电路理论基础》第6章正弦电流电路.pptVIP

当二次侧开路时，端口方程简化为 计算戴维南等效阻抗 ，根据式(6.63)，于是 等效戴维南电路如图（b）所示。 求图 (a)电路的戴维南等效电路。 1. 瞬时功率 设图6. 26所示 图6.26 一端口网络 + - u i 一端口网络的端口电压、电流分别为 则一端口网络输入的瞬时功率为 基本要求：了解正弦电路瞬时功率的特点；透彻理解平均功率、无功功率、视在功率和功率因数的定义及其计算；熟练掌握RLC 元件功率的特点。 ① ② 反映一端口网络吸收电能 时间的正弦函数，反映一端口网络与外部电路交换能量。它在一个周期内的平均值等于零。 一端口网络吸收功率的平均值称为平均功率，通常所说交流电路的功率是指平均功率，定义为 在一般情况下 功率因数 功率因数角 （6.67） 2． R、L、C 各元件的功率（三种特殊情形） ① 正值电阻总是吸收功率，u 与i真实方向相同。 ② 电阻的平均功率为 纯电阻 电阻上u、i 和p的波形如图6.27所示 (初相为零)。 图6.27 电阻上u、i 和p的波形 (1)设一端口网络是一个电阻R，此时u与 i 同相，即 则瞬时功率 (2)设一端口网络是一个电感L，此时电压 u 比电流 i 越前90°,即 图6.28 电感上u 、i 和PL的波形 电感上u、i和 pL的波形如图6.28所示。 瞬时功率 说明： ① 电感吸收瞬时功率是时间的正弦函数，其角频率为 。 ② 因为电感存储磁场能量 ， 所以| i |增大时，电感吸收功率， ； | i |减小时，电感发出功率， ； | i |不变时，电感不消耗功率， ； ③ pL在一个周期内的平均值等于零，即它输入的平均功率为零，表明在一个周期内电感吸收与释放的能量相等，是无损元件。 说明： 所以| u |增大时， 电容吸收功率； ② 因为电容存储电场能量 。 | u |减小时， 电容发出功率； | u |不变时， 电容不消耗功率。 结论：在正弦电流电路中，同相位的电压与电流产生平均功率，且等于其有效值之积；而相位正交的电压与电流不产生平均功率。 ① 电容吸收瞬时功率是时间的正弦函数，其角频率为 (3)设一端口网络是一个电容，此时端口电压u比电流i 滞后 ， 3. 无功功率和视在功率 电感和电容的无功功率分别为 当阻抗为感性时，电压 u 越前于电流 i ， 代表感性无功功率 当阻抗为容性时，电压 u 滞后于电流 i， 代表容性无功功率 由式(6.67)可知，一端口吸收的平均功率为 定义无功功率 为表示电流的无功分量—— 电流有功分量 图6.29 感性一端口相量图 感性一端口相量图如图6.29所示。 表示电气设备容量，单位伏安（V·A） · 视在功率的定义 · 无功功率 有功功率 图6.30 功率三角形 有功功率、无功功率和视在功率三者的关系可通过一个功率三角形描述，如图6.30所示。 (U、I 为电感或电容的端口电压、电流有效值) 线圈电阻、感抗和电感分别为： L - + L u R 在工频条件下测得某线圈的端口电压、电流和功率分别为100V、5A和300W。求此线圈的电阻、电感和功率因数。 [补充6.11] 图示正弦稳态电路，已知 U1=UR=100V， 滞后于 的相角为60°，求一端口网络 A 吸收的平均功率。 A + - + - 100W 补题 6.11 + - 提高功率因数的意义： ① 通过减少线路电流来减小线路损耗； ② 提高发电设备利用率。 说明：图中电流 仍表示原来感性负载的电流， 是比电压 越前 的电容电流。此时一端口所需电流为 ， 滞后 的相位差为 ，且 。可见，由于在感性负载上并联电容，使得一端口的功率因数由原来的 提高到 ，其实际效果是使一端口电流从原来的 减小到 。 功率因数的提高 原理：利用电场能量与磁场能量的相互转换，或者说利用容性无功与感性无功的相互补偿，来 减少电源输出电流的无功分量，从而减小电源的无功功率。 原则：确保负载正常工作。 L R - + 图6.31(a) 如图6.31(a)所示电路 R、L、C 串联电路如图6.13b所示，电压、电流的相量图如图6