电工电子技术教学课件作者秦雯第3章节课件幻灯片.pptVIP

各元件上的电压为 瞬时值表达式为 – + L – + u C R i uL uC uR – + – + 3.5.1有功功率和功率因数 3.5.2无功功率 3.5.3视在功率 3.5正弦交流电路的功率及功率因数 3.5.1有功功率和功率因数 在交流电中电流、电压都随时间而变化，因此电流和电压的乘积所表示的功率也将随时间而变化。交流电功率可分为瞬时功率、有功功率、无功功率以及视在功率（又称为总功率） 瞬时功率为 p 把一个周期内瞬时功率的平均值称为平均功率 也称为有功功率，用字母P表示，即 、 称为电路的功率因数。电路有功功率的大小不仅与电压、电流有效值 、 有关，还与功率因数有关。 有功功率的单位为瓦（W）。一般电器所标功率即指有功功率，如灯泡的功率为60W等。 有功功率反映了电路实际消耗的功率。在正弦交流电路中，电感、电容元件实际不消耗电能，而电阻总是消耗电能的。 对于电阻元件， ， 。 对于电感元件， 。 对于电容元件， ， 3.5.2无功功率 正弦交流电的无功功率用 表示，定义为 式中，无功功率的单位为乏尔（var）。 当 时， 电压超前电流为感性电路， ，电路从外部“吸收”无功功率。 当 时， 电压滞后电流为容性电路， ，电路向外部“发出”无功功率。 当 时， 电压电流同相位为纯阻性电路。 3.5.3视在功率 电压有效值和电流有效值的乘积称为视在功率，用字母S表示，即 有功，无功，视在功率的关系： 有功功率: P=UIcosj 单位：W 无功功率: P=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 功率三角形 阻抗三角形 电压三角形 例3-7 把一台功率P=1.1kW的感应电动机接在220V，f=50Hz的电路中，电动机的电流为10A。试求：（1）电动机的功率因数。（2）如图3-21所示，在电动机两端并联一只C=79.5μF的电容，电路的功率因数为多少？ 图3-21 电动机并联电容 解：（1）根据 得 （2）并联电容前， 。并联电容后， 以电压为参考相量，画出相量图 如图3-22所示。 电容上电流为 A 可见电动机在并联电容后，整个电路的功率因数提高了，电路的总电流减小了。这不仅可以降低线路损耗和压降，节约能源；还可以选择线径较小的电源电缆，以节约材料，因此具有重要的经济意义。注意，通过并联电容，是提高了整个电路的功率因数，电动机本身的功率因数并没有改变。 A A 已知：f=50Hz, U=380V, P=20kW, cosj1=0.6(滞后)。要使功率因数提高到0.9 , 求并联电容C。 例. P=20kW cosj1=0.6 + _ C L R C + _ 解： j1 j2 3.6 电路的谐振 3.6.1 串联谐振 3.6.2并联谐振 3.6.1 串联谐振 在含有电阻、电感和电容的交流电路中，若电路中的电流与电 源电压同相，电路呈电阻性，称这时电路的工作状态为谐振。 谐振现象 谐振 串联谐振：在串联电路中发生的谐振。 并联谐振：在并联电路中发生的谐振。 – + – + – + – + – jXC R jXL 1. 谐振条件 I ? U ? UR ? UL ? Uc ? 即: 电压与电流同相,电路 中发生串联谐振。 2. 谐振频率 谐振角频率 3. 串联谐振电路特点 谐振频率 特性阻抗 （1） 总阻抗值最小Z = R ; 最大; （2） （3）电路呈电阻性，电容或电感上的电压可能高于电源电压。 品质因数 在串联谐振时,UL和UC是Q倍的电源电压，可能会损坏设备。在电力系统中应避免发生串联谐振。而串联谐振在无线电工程中有广泛应用。 应用举例：无线电接收设备的输入调谐电路如图。 信号 接收天线 可调电容 R C L – + – + – + 信号 各电台信号（频率不同） C L2 L1 3.6.2 并联谐振 谐振频率 1. 谐振条件 C L – + R I ? U ? 可得 一般线圈电阻RXL (忽略R）得： 线圈 2. 并联谐振电路的特点： （1）电压一定时，谐振时电流最小； （3）电路呈电阻性，支路电流可能会大于总电流。 （2）总阻抗最大； 通过对电路谐振的分析，掌握谐振电路的特点，在生产实践中，应该用其所长，避其所短。 3.1 正弦交流电的基本概念 3.2 正弦量