正弦交流电路3-7-9.pptVIP

3.8 电路中的谐振 3. 串联谐振特怔 * * 功率因 数角 3.7 电路的功率因数 1.功率因数　　　:对电源利用程度的衡量。 X ? + - 的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角 说明： 由负载性质决定。与电路的参数 和频率有关，与电路的电压、电流无关。 时,电路中发生能量互换,出现无功 当 功率 这样引起两个问题: (1) 电源设备的容量不能充分利用，降低了供电设备的利用率 若用户： 则电源可发出的有功功率为： 而需提供的无功功率为: （2）增加输电线路和发电机绕组的功率损耗 (费电) (导线截面积) 所以提高电网的功率因数对国民经济的发展有重要的意义。 2. 功率因数cos ?低的原因 日常生活中多为感性负载---如电动机、日光灯，其等效电路及相量关系如下图。 3.功率因数的提高 必须保证原负载的工作状态不变。即： 加至负载上的电压和负载的有功功率不变。 (1) 提高功率因数的原则： (2) 提高功率因数的措施: 在感性负载两端并电容 + - 结论 并联电容C后： (1) 电路的总电流 ，电路总功率因数 I 电路总视在功率S (3) 电路总的有功功率不变 因为电路中电阻没有变， 所以消耗的功率也不变。 (2) 原感性支路的工作状态不变: 不变 感性支路的功率因数 不变 感性支路的电流 相量图: 又由相量图可得： + - 4. 并联电容值的计算 ? 结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容 容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。 感性（ 较小） 容性（ 较大） C 较大 功率因数补偿成感性好，还是容性好？ 一般情况下很难做到完全补偿 （即： ） 过补偿 欠补偿 ? ? 问题与讨论 功率因数补偿问题（一） 功率因素补偿问题（二） 并联电容补偿后，总电路（R-L//C）的有功功率是否改变了？ 问题与讨论 R 定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。 通过计算可知总功率不变。 I 、 其中 功率因素补偿问题（三） 提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？ 补偿后 R L 串电容 行否 补偿前 R L C 问题与讨论 串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到1，但不可以这样做！ 原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所需的额定工作电压。 同样，电路中串、并电感或电阻也不能用于功率因 数的提高。其请自行分析。 R L C 谐振：在同时含有L 和C 的交流电路中，若调节电路的参数或电源的频率，使电压和电流同相，电路呈电阻性，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。 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（弱电），(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（强电）。 ?=0，Q=QL+QC =0 品质因数（Q值）： 无量纲 同相 由定义，谐振时： 或： 即 谐振条件： 谐振时的角频率 （一）串联谐振电路 1. 谐振条件 R L C + _ + _ + _ + _ 或 电路发生谐振的方法： (1)电源频率 f 一定，调参数L、C 使 fn= f； 2. 谐振频率 (2)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f = fn 可得谐振频率为： 根据谐振条件： 或： 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。 (1) 同相 当电源电压一定时： 电流最大 (2) 阻抗最小 LC串联——短路 (3) 电压关系 电阻电压：UR = I R = U 大小相等、相位相差180? 电容、电感电压： 则： 表征串联谐振电路的谐振质量 品质因数， 在电力系统中电压过高可能击穿电容器或电感线圈的绝缘，因此应避免发生串联谐振；但在无线电通信工程上，又可利用这一特点达到选择信号的作用。 4. 串联谐振利弊 强电：弊；弱电：利 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 Q：2-200 UC 、UL将大于 电源电压U； 元件电压急剧增大 串联谐振又称为电压谐振。 L1 L C R 串联谐振应用---例3.8.1 图示电路为某收