《电路理论》李瀚荪第4版第九章(正弦稳态功率和能量三相功率).ppt

9-1 第九章 正弦稳态功率和能量 三相电路 §1 有关能量、功率的基本概念 §2 基本概念在sss电路中的运用 §3 两个应用问题 §4 三相电路 (1)电荷移动，必有能量交换。对某一元件或 单口，w或是流入(吸收)或是流出(提供)。 9-2 §1 有关能量、功率的基本概念 吸收—消耗或储存。 (2) p的方向即w的流动方向 选p参考方向为w的流入方向，则 p0 吸收w p0 提供w (3) 若u、i为关联参考方向，且p参考方向为流入方向， 则p0(吸收) ，p0(提供)。 9-3 9-4 (4) R： 耗能元件 R以先研究p为方便 贮能元件 C： 贮能元件 L、C以先研究w为方便 L： 9-5 §2 基本概念在sss电路中的运用 （1）R： 瞬时功率 随 而波动， 设 9-6 （2）L： 瞬时能量 随 波动，贮能时而增长，时而减少。 瞬时功率 p周期性变动，正、负抵消，平均功率=0。 反映外电路与L能量往返的规模。 平均能量 定义 ，单位为乏(var)。 无功功率 9-7 （3） C： 瞬时能量 平均能量 平均功率 无功功率 零 9-8 单口的P 即应为其内部电阻的消耗功率，故 单口的电压、电流乘积 (4) 含R、L、C的单口 解 其值并不等于P。 (有效值)相量模型如图所示。求单口的 P 和UI，两者是否一致？ 例题 ∵U包含对P并无“贡献”的 在内，UI值必然P值！ 9-9 UI值并不等于P 9-12 （5）重要结论 ， 平均功率 功率因数 无功功率 视在功率 （a）已知： （b）由模型内部各元件计算 平均(有功)功率守恒 无功功率守恒 9-13 §3 两个应用问题 (1) 功率因数 λ的提高 ①求电源供应的电流I L ； ②若并联C使λ达到1，求C和此时的电源电流I。 220V、50Hz、50kW的感应电动机， λ =0.5(电感性)。 C 9-14 例题 9-15 (1) 提问： 表明什么？ λ=1时， ∴ 此时， 同样提供50kW，所需电流下降一半多。 (2) 并联C后 解 平均功率公式 求负载Z由具有内阻抗 的电源获得的功率。 求情况(2)时一小时内， 负载消耗的能量。 例题 时； (1)当 ，从而获得最大功率时； (2)为利用教材第四章的“最大功率传递定理”而使 (3)当 时。 9-16 (2) 最大功率的传输 9-17 解 (2) (1) 共轭匹配 (3)内阻抗模= 当P=1000W时， 模匹配 解 9-18 共轭匹配时，所得功率为 。 负载受限制或有其他限制时，只能得到该限制下的 最大值，小于这一极值！ 本题电路在共轭匹配时，传输效率仅为50%，在给定 信号源 设计发电机时，应尽量减小内阻，以提高传输效率！ 且不可控时，这是最佳选择。在电力系统中， 9-19 9-20 §4 三相电路 (1) 三相电路的主体是作为电源的三相发电机，它包含 三个绕组，所产生的对称三相电压为 其有效值相量分别为： 9-21 (2) 三个绕组作Y形或△形联接后向外电路供电 相电压 线电压 即线电压= 相电压 9-22 Y形联接情况下线电压与相电压的关系 (b) △形联接 线电压=相电压 △形电路中无环流 由于 △形联接情况下线电压与相电压的关系 9-23 9-24 (3) 三相负载也可作Y形或△形联接 每相负载均相同时，称为对称三相负载。 (4) Y—Y联接对称三相电路 由于 ∴ 例题 不论中线 多大。 ′ (4) Y—Y联接对称三相电路 9-25 因此，可分离出一相计算，即相电流 例题 ′ 其他两相电流可推知为 设 9-26 三相功率 三相电路一般可用节点法或网孔法分析，但对 对称电路可采用分离一相，推知其他两相的简化方法。 为线电流， 对Y—Y电路 电路如图，已知 滞后 角 (1) 0 (2) -50W (3) 50W (4) 100W 习题课 习题1 9-30 则网络N吸收的平均功率为 答案 解一 负号表明提供功率，N内部有电源