[工学]正弦稳态电路分析.pptVIP

2.平均功率 (average power)P ? =?u-?i：功率因数角。对无源网络，为其等效阻抗的阻抗角。 cos ? ：功率因数。 P 的单位：W（瓦） 一般地 , 有 0??cosj??1 X0, j 0 , 感性 X0, j 0 , 容性 cosj 1, 纯电阻 0， 纯电抗 平均功率实际上是电阻消耗的功率，亦称为有功功率。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。 4. 视在功率S 反映电气设备的容量。 3. 无功功率 (reactive power) Q 表示交换功率的最大值，单位：var (乏)。 Q0，表示网络吸收无功功率；Q0，表示网络发出无功功率 Q 的大小反映网络与外电路交换功率的大小。是由储能元件L、C的性质决定的 有功，无功，视在功率的关系： 有功功率: P=UIcosj 单位：W 无功功率: Q=UIsinj 单位：var 视在功率: S=UI 单位：VA j S P Q j Z R X j U UR UX R X + _ + _ o o + _ 功率三角形 阻抗三角形 电压三角形 电压、电流的有功分量和无功分量： (以感性负载为例) R X + _ + _ + _ ? G B + _ ? 5. R、L、C元件的有功功率和无功功率 u i R + - PR =UIcos? =UIcos0? =UI=I2R=U2/R QR =UIsin? =UIsin0? =0 i u L + - PL=UIcos? =UIcos90? =0 QL =UIsin? =UIsin90? =UI i u C + - PC=UIcos? =Uicos(-90?)=0 QC =UIsin? =UIsin (-90?)= -UI (发出无功) 反映电源和负载之间交换能量的速率。 无功的物理意义: 例 电感、电容的无功补偿作用 L C R u uL uC i + - + - + - ? t i 0 uL uC pL pC 当L发出功率时，C刚好吸收功率，则与外电路交换功率为pL+pC。因此，L、C的无功具有互相补偿的作用。 已知：电动机 PD=1000W，功率因数为0.8，U=220，f =50Hz，C =30?F。 求负载电路的功率因数。 + _ D C 例1 解 6. 功率因数提高 设备容量 S (额定)向负载送多少有功要由负载的阻抗角决定。 P=UIcos?=Scosj S 75kVA 负载 cosj =1, P=S=75kW cosj =0.7, P=0.7S=52.5kW 一般用户： 异步电机 空载cosj =0.2~0.3 满载cosj =0.7~0.85 日光灯 cosj =0.45~0.6 (1) 设备不能充分利用，电流到了额定值，但功率容量还有； (2) 当输出相同的有功功率时，线路上电流大 I=P/(Ucos?)，线路损耗大。 功率因数低带来的问题： 解决办法：并联电容，提高功率因数 (改进自身设备)。 分析 j1 j2 L R C + _ 并联电容后，原负载的电压和电流不变，吸收的有功功率和无功功率不变，即：负载的工作状态不变。但电路的功率因数提高了。 特点： 并联电容的确定： 补偿容 量不同 全——不要求(电容设备投资增加,经济效果不明显) 欠 过——使功率因数又由高变低(性质不同) j1 j2 * 第9章 正弦稳态电路的分析 2. 正弦稳态电路的分析； 3. 正弦稳态电路的功率分析； 重点： 1. 阻抗和导纳； 4. 串、并联谐振的概念； 9.1 阻抗和导纳 1. 阻抗 正弦激励下 Z + - 无源 线性 + - 单位：? 阻抗模 阻抗角 欧姆定律的相量形式 当无源网络内为单个元件时有： R + - C + - L + - Z可以是实数，也可以是虚数 2. RLC串联电路 由KVL： L C R u uL uC i + - + - + - + - uR j? L R + - + - + - + - Z— 复阻抗；R—电阻(阻抗的实部)；X—电抗(阻抗的虚部)； |Z|—复阻抗的模；? —阻抗角。 关系： 或 R=|Z|cos? X=|Z|sin? 阻抗三角形 |Z| R X j 分析 R、L、C 串联电路得出： （1）Z=R+j(wL-1/wC)=|Z|∠j为复数，故