R、L、C串联电路.ppt

3. 谐振电路对信号的选择性 谐振角频率 谐振频率 谐振条件 仅与电路参数有关 j? L R + - + - + - + - 串联电路实现谐振的方式： (1) L C 不变，改变 w (2)电源频率不变，改变 L 或 C ( 常改变C ) ?0由电路参数决定，一个R L C串联电路只有一个对应的?0 , 当外加电源频率等于谐振频率时，电路发生谐振。 2. 串联电路的特点 阻抗的频率特性 幅频特性 输入阻抗为纯电阻，即Z=R，阻抗值|Z|最小。 电流I 和电阻电压UR达到最大值 I0=U/R (U一定)。 串联电路阻抗的频率特性 (2) L、C上的电压大小相等，相位相反，串联总电压为零，也称电压谐振，即 + + + _ _ _ R j?L + _ 特性阻抗 品质因数 当 ?＝w0L=1/(w0C )R 时，Q1 UL= UC =QU U (3) 谐振时出现过电压 电感、电容的无功补偿作用 L C R u uL uC i + - + - + - ? t i 0 uL 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。 ? t i 0 uC pL pC 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 + _ ? j S P Q j Z R X 相似三角形 j I IG IB j U UR UX 反映电源和负载之间交换能量的速率。 无功的物理意义: 交流电路功率的测量 u i Z + - W * * i1 i2 R 电流线圈 电压线圈 单相功率表原理： 电流线圈中通电流i1=i；电压线圈串一大电阻R(R?L)后，加上电压u，则电压线圈中的电流近似为i2?u/R。 指针偏转角度(由M 确定)与P 成正比，由偏转角(校准后)即可测量平均功率P。 使用功率表应注意： (1) 同名端：在负载u, i关联方向下，电流i从电流线圈“*”号端流入，电压u正端接电压线圈“*”号端，此时P表示负载吸收的功率。 (2) 量程：P 的量程= U 的量程? I 的量程?cos? (表的) 测量时，P、U、I 均不能超量程。 例 三表法测线圈参数。 已知f=50Hz，且测得U=50V，I=1A，P=30W。 解 R L + _ Z V A W * * 方法一 方法二 又 方法三 已知：电动机 PD=1000W，cosφD =0.8,U=220，f =50Hz，C =30?F。 求负载电路的功率因数。 + _ D C 例 解 6. 复功率 负 载 + _ 定义： 复功率也可表示为： （3）复功率满足守恒定理：在正弦稳态下，任一电路的所 有支路吸收的复功率之和为零。即 结论 （1） 是复数，而不是相量，它不对应任意正弦量； （2） 把P、Q、S联系在一起它的实部是平均功率，虚部 是 无功功率，模是视在功率； 5.10 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 7500kVA 负载 cosj =1, P=S=7500kW cosj =0.7, P=0.7S=5250kW 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； 1. 功率因数低带来的问题： (2) 当输出相同的有功功率时，线路上电流大， I=P/(Ucos?)，线路压降损耗大。 i + - u Z j1 j2 解决办法： （1）高压传输 （2）改进自身设备 （3）并联电容，提高功率因数 。 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 并联电容也可以用功率三角形确定： j1 j2 P QC QL Q 从功率这个角度来看 : 并联电容后，电源向负载输送的有功UIL cos?1=UI cos?2不变，但是电源向负载输送的无功UIsin?2UILsin?1减少了，减少的这部分无功就由电容“产生”来补偿，使感性