22-平均功率叠加、三相电路.pptVIP

§11－4 平均功率的叠加 * 课前提问： 图示电路中，已知端口电压u=20cos100tV，电流i=4cos(100t+ 900)A，则该端口的性质是（ ） (a)纯电阻性； (b)电容性； (c)电感性； (d)电阻电感性。 答案： （b） 第11章 正弦稳态的功率和 三相电路 §11-1 瞬时功率和平均功率 §11-2 复功率 §11-3 最大功率传输定理 §11-4 平均功率的叠加 §11-5 三相电路 §11-6 电路设计和计算机分析电路实例 重点： 1、正弦稳态电路的功率分析 2、对称三相电路的分析 本节讨论几种不同频率正弦信号激励的非正弦稳态的平均功率。 图示单口网络，在端口电压和电流采用关联参考方向的条件下，假设其电压和电流为 单口网络的瞬时功率为 瞬时功率随时间作周期性变化，它在一个周期内的平均功率为 一般来说，n种不同频率正弦信号作用于单口网络引起的平均功率等于每种频率正弦信号单独引起的平均功率之和，即 其中 将这些平均功率相加得到单口网络吸收的平均功率 解：分别计算每种频率正弦信号单独作用产生的平均功率 例11-4 已知单口网络的电压和电流为 试求单口网络吸收的平均功率。 式中的 是周期性非正弦电流的有效值。 解：分别计算各种频率成分的平均功率再相加，即 例11-5 已知流过5Ω电阻的电流为 试求电阻吸收的平均功率。 一般来说，周期性非正弦电压和电流，用傅里叶级数分解出它的直流分量和各种谐波分量后，可以用以下公式计算其有效值。 引入周期性非正弦电压和电流的有效值后，可以用以下公式计算电阻的平均功率 应该特别注意的是电路在频率相同的几个正弦信号激励时，不能用平均功率叠加的方法来计算正弦稳态的平均功率。 应该先计算出总的电压和电流后，再用公式P=UIcos?来计算平均功率。 例11-6 图11-11(a)所示电路中，已知 试求该单口网络向外传输的最大平均功率。 解：分别计算出每个频率成分正弦信号所产生的最大平均 功率，然后相加。 图 11-11 1. 单独作用时，画出?1=1rad/s的相量模型，此时 图 11-11(b) 当负载阻抗为 时，含源单口网络输出的最大平均功率为 2. 单独作用时，画出?2=2rad/s的相量模型，此时 图 11-11(c) 当负载阻抗为 时，含源单口网络输出的最大平均功率为 3. 将不同频率成分正弦信号产生的平均功率叠加得到单口向外传输的最大平均功率为 你能够设计一个负载ZL (jω)来满足以上传输最大功率吗？ §11-5 三相电路 图 三相交流发电机示意图 1. 三相电压的产生 工作原理：动磁生电 (尾端) + eA eB eC X A B Y C Z (首端) + + – – – + + _ _ e e A X ? 图 三相绕组示意图 图 电枢绕组及其电动势 一、三相电源 三相电动势瞬时表示式 相量表示 铁心（作为导磁路经） 三相绕组 匝数相同 空间排列互差120? : 直流励磁的电磁铁 定子 转子 发电机结构 对称三相电动势的瞬时值之和为 0 三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。 最大值相等 频率相同 相位互差120° 称为对称三相电动势 三个正弦交流电动势满足以下特征 供电系统三相交流电的相序为 A B C 顺时针方向转A→B→C 2. 三相电源的星形联结 (1) 联接方式 中性线(零线、地线) 中性点 端线(相线、火线) 在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。 相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压 线电压：端线与端线间的电压 、Up – + – + + – 、Ul X Y Z N B C A eA + – eC + – eB + – – + – + – + (2) 线电压与相电压的关系 根据KVL定律 由相量图可得 相量图 30° A X Y Z N B C eA + – eC +