第四章正弦交流电路概述.ppt

2.有功功率P 我们把一个周期内瞬时功率的平均值称为“平均功率”, 或称为“有功功率”， 用字母“P”表示, 即 图 4.54 瞬时功率波形图 3.无功功率Q 无功功率的定义式为 4.视在功率S 视在功率的定义式为 5.功率三角形 图4.55 功率三角形 例 已知一阻抗Z上的电压、 电流分别为 (电压和电流的参考方向一致), 求Z、cosφ、P、Q、S。  例 已知 40W的日光灯电路如图4.56所示, 在=220V的电压之下, 电流值为I=0.36A, 求该日光灯的功率因数cosφ及所需的无功功率Q。  解 因为 所以 由于是电感性电路, 所以φ=60°。 电路中的无功功率为 图4.56 例 4.33 图 例 用三表法测量一个线圈的参数, 如图4.57所示, 得下列数据: 电压表的读数为 50V, 电流表的读数为1A, 功率表的读数为 30W, 试求该线圈的参数R和L 。（电源的频率为50Hz） 图4.57 例4.34图 解 选u、i为关联参考方向, 如图4.57所示。根据 求得 线圈的阻抗 由于 所以 则 负载消耗多少有功功率由负载的阻抗角决定。 P=Scosj cosj =1, P=S cosj =0.7, P=0.7S 一般用户为感性负载 异步电动机、日光灯 (1) 电源的利用率降低。电流到了额定值，但功率容量还有 (2) 线路压降损耗和能量损耗增大。 I=P/(Ucosj ) §4-9 功率因数提高 负载 电源 客观事实 功率因数低带来的问题 j1 在负载两端并联电容，提高功率因数 分析: j1 j2 并联电容后, 原感性负载取用的电流不变, 吸收的有功无功都不 变，即负载工作状态没有发生任何变化。由于并联电容的电流领先总电流，从相量图上看, U I 的夹角减小了, 从而提高了电源端的功率因数cos φ 解决办法 L R C + _ 原负载 新负载 并联电容后，原负载的任何参数都没有改变！ 补偿容量的确定 j1 j2 代入 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) 综合考虑，提高到适当值为宜( 0.9 左右)。 L R C + _ 补偿后电流？补偿后功率因数？ 补偿容量也可以用功率三角形确定： j1 j2 P QC QL Q 思考：能否用串联电容提高cosj ? 单纯从提高cosj 看是可以，但是负载上电压改变了。在电网与电网连接上有用这种方法的，一般用户采用并联电容。 功率因数提高后，线路上电流减少，就可以带更多的负载，充分利用设备的能力。 再从功率这个角度来看 : 并联C后，电源向负载输送的有功UIL cosj1=UI cosj2不变，但是电源向负载输送的无功UIsinj2UILsinj1减少了，减少的这部分无功就由电容“产生”来补偿，使感性负载吸收的无功不变，而功率因数得到改善。 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 §4-10 谐振电路 一、串联谐振 只要电路中存在L C ，而总电压与总电流又同相 位，则说该电路处于谐振状态，电路发生了谐振 R L C 电压与电流同相位 阻抗角为 0 阻抗虚部为 0 1. 相量图 2. 谐振条件 3. 谐振特征 为谐振频率 1. Z 最小，呈纯阻性，Z = R , φ= 0 2. 谐振时电流最大，I0 = U/R UR = U 3. 电路仍存在感抗、容抗，称为特性阻抗ρ 称为品质因数 Q 与总电压无关 二、并联谐振 只要电路中存在L C ，而总电压与总电流又同相 位，则说该电路处于谐振状态，电路发生了谐振 1. 向量图 R L C 实验时，每改变一次C 值要记录如下数据： 哪个量会随C 值而改变？ §4-10 谐振电路 本章小结 ： 1. 正弦量三要素：Im , w , ? 电阻 电容 电感 2.比较 时域 u=Ri 频域(相量) 有效值 U=RI U=XLI XL=wL U= -XCI XC= -1/(wL) 有功 P=I2R=U2/R 0 0 无功 0 Q=ILUL Q= -ICUC 能量 W=I2Rt W=Li2/2 W=Cu2/2 相位