第9章-正弦稳态电路的分析.ppt

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 o u UIcos? 恒定分量。 UIcos (2? t －?)为正弦分量。 下 页 上 页 返 回 p ? t o 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。 ? 部分能量在电源和一端口之间来回交换。 下 页 上 页 返 回 瞬时功率实用意义不大，一般讨论所说的功率指一个周期平均值。 2.平均功率 P P 的单位：W（瓦） 下 页 上 页 返 回 (average power) 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 3. 无功功率 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。 下 页 上 页 电气设备的容量 返 回 (reactive power) 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 返 回 X0, j 0 , 容性 下 页 上 页 返 回 一般地 , 有： 0??cos???1 X0, j 0 , 感性， cosj 1, 纯电阻 0， 纯电抗 ? =φu-φi：功率因数角。对无源网络，为其等 效阻抗的阻抗角? z。 λ=cos ? ：功率因数。 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 下 页 上 页 i u L + - 返 回 对电阻，u, i 同相，故Q=0，即电阻只吸收(消耗)功率，不发出功率。 对电感，u领先 i 90°, 故PL=0，即电感不消耗功率。由于QL0，故电感吸收无功功率。 i u C + - PC=UIcos? =UIcos(-90?)=0 QC =UIsin? =UIsin (-90?)= -UI= I2XC 下 页 上 页 返 回 对电容，i领先 u 90°, 故PC=0，即电容不消耗功率。由于QC0，故电容发出无功功率。 6. 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 下 页 上 页 返 回 第9章 正弦稳态电路的分析 首 页 本章重点 正弦稳态电路的分析 9.3 正弦稳态电路的功率 9.4 复功率 9.5 最大功率传输 9.6 阻抗和导纳 9.1 电路的相量图 9.2 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； 返 回 9.1 阻抗和导纳 1. 阻抗 正弦稳态情况下 Z + - N0 + - 阻抗模 阻抗角 欧姆定律的相量形式 下 页 上 页 返 回 重点 当无源网络内为单个元件时有： + - 下 页 上 页 R + - + - 返 回 RLC串联电路 KVL： 下 页 上 页 L C R u uL uC i + - + - + - + - uR R + - + - + - + - j? L 返 回 Z — 复阻抗；|Z| —复阻抗的模；φz—阻抗角； R —电阻(阻抗的实部)；X—电抗(阻抗的虚部)。 阻抗三角形 |Z| R X φz 下 页 上 页 返 回 +1 +j 0 分析 R、L、C 串联电路得出： （1）Z=R+j(wL-1/wC)=|Z|∠φz 为复数，称复阻抗 （2）当wL 1/wC ，X0，φz0，电路为感性， 电压超前电流。 下 页 上 页 相量图：一般选电流为参考向量， φz 电压 三角形 jωLeq R + - + - + - 等效电路 返 回 （3）当wL1/wC， X0， φz 0，电路为容性， 电压落后电流。 φz 等效电路 下 页 上 页 R + - + - + - （4）当wL=1/wC ，X=0， φ z=0，电路为电阻性， 电压与电流同相。 R + - + - 等效电