第九章 正弦稳态电路分析1.ppt

下 页 上 页 Z2 Z1 Z3 + - Z2 Z1 Z3 + - 已知：U=115V, U1=55.4V , U2=80V, R1=32W , f=50Hz。 求：线圈的电阻R2和电感L2 。 方法一、 画相量图分析。 例6 解 下 页 上 页 R1 R2 L2 + _ + _ + _ q2 q 下 页 上 页 q2 q 方法二、 其余步骤同解法一。 下 页 上 页 R1 R2 L2 + _ + _ + _ 9.4 正弦稳态电路的功率 无源一端口网络吸收的功率( u, i 关联) 1. 瞬时功率 (instantaneous power) 无 源 + u i _ 第一种分解方法； 第二种分解方法。 下 页 上 页 第一种分解方法： p 有时为正, 有时为负； p0, 电路吸收功率； p0，电路发出功率； ? t i 0 u p UIcos? 恒定分量。 UIcos (2? t －?)为正弦分量。 下 页 上 页 ? t 0 第二种分解方法： UIcos? (1-cos2? t)为不可逆分量。 UIsin? sin2? t为可逆分量。 ? 能量在电源和一端口之间来回交换。 下 页 上 页 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） 下 页 上 页 一般地 , 有 0??cos???1 X0, j 0 , 感性， X0, j 0 , 容性， cosj =0.5 (感性)， 则j =60o (电压领先电流60o)。 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。 例 下 页 上 页 结论 4. 视在功率S 3. 无功功率 (reactive power) Q 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 下 页 上 页 电气设备的容量 有功，无功，视在功率的关系： 有功功率: P=UIcos? 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 功率三角形 下 页 上 页 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 PL=UIcos? =UIcos90? =0 QL =UIsin? =UIsin90? =UI=I2XL i u C + - PC=UIcos? =UIcos(-90?)=0 QC =UIsin? =UIsin (-90?)= -UI=- I2XC 下 页 上 页 i u L + - 任意阻抗的功率计算： u i Z + - PZ =UIcos? =I2|Z|cos? =I2R QZ =UIsin? =I2|Z|sin? =I2X ＝I2(XL＋XC)=QL＋QC j S P Q j Z R X 相似三角形 (发出无功) 下 页 上 页 电感、电容的无功补偿作用 ? t i 0 uL L发出功率时，C刚好吸收功率，与外电路交换功率为 pL+pC。L、C的无功具有互相补偿的作用。 ? t i 0 uC pL pC 下 页 上 页 L C R u uL uC i + - + - + - 电压、电流的有功分量和无功分量： 以感性负载为例 ? ? 下 页 上 页 R jX + _ + _ + _ G jB + _ j S P Q j Z R X 相似三角形 j I IG IB j U UR UX 下 页 上 页 反映电源和负载之间交换能量的速率。 无功的物理意义: 下 页 上 页 例1 三表法测线圈参数。 已知：f=50Hz，且测得U=50V，I=1A，P=30W。 解法 1 下 页 上 页 R L + _ Z W A V * * * 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； 下 页 9.1 阻抗和导纳 1. 阻抗 正弦稳态情况下 Z + - 无源 线性 + - 阻抗模 阻抗角 欧姆定律的相量形式 下 页 上 页 当无源网络