电源输给交流电路瞬时功率.ppt

* * §13-5 交流电的功率 一、瞬时功率和有功功率 交流电路中电压与电流之间有相位差?， u(t) =U0 cos? t , i(t) = I0 cos(? t?? ) 电源输给交流电路瞬时功率(active power)为 瞬时功率由两项组成，一项与时间无关常数项，另一项是以二倍频率随时间变化的周期性函数。 平均功率(average power) 也称有功功率 cos?功率因数，表示有功功率在UI中所占比率。交流电的有功功率等于电压和电流的有效值与功率因数三者的乘积。 在纯电阻电路中，? = 0，cos? =1， ，表示电源提供给电路的有功功率为最大。 瞬时值为正值，表示电源向电路提供能量；瞬时值为负值，表示电路将能量回授给电源。平均功率为零，说明电源向电路提供的能量与电路回授给电源的能量相等。 一般情况+?/2???/2,1cos?0, 。正值功率的时间长于负值功率的时间，即电源对电路提供的能量大于电路回授给电源的能量。 纯电感或纯电容电路中?= ??/2,cos? =0, 。功率瞬时值并不总为零，正值功率的时间与负值功率时间相等。 二、视在功率和无功功率 电力设备输出的电压有效值U与电流有效值I的乘积也称为视在功率，对外提供的功率还必须再乘以功率因数。 视在功率(表观功率apparent power)为电压有效值U与电流有效值I的乘积，S = UI . 实际电压和电流都不得超过所标额定值。额定电压与额定电流的乘积称为额定视在功率，或称容量。 电路或用电器消耗的功率 = S cos? 复阻抗包括实部和虚部, 实部是电阻,虚部是电抗。 其中 r = Z cos? ， X = Z sin? 复阻抗的实部与有功功率相对应，它所消耗的功率就是电路所消耗的功率。通常将复阻抗的实部称有功电阻。 利用U =IZ有功功率可写为 有功电阻代表电功率的任何消耗或转换，而一般电阻只表示电功率向热功率的转换。 复阻抗的电抗部分必定不消耗功率只储存功率。电抗储存功率的最大值为无功功率(reactive power) 视在功率的单位是V?A (伏?安) 和kV?A (千伏?安)， 无功功率的单位是Var (乏)和kVar (千乏)，有功功率 的单位W (瓦)和kW (千瓦)。 视在功率、有功功率和无功功率三者关系 视在功率也可用阻抗来表示 S = UI = I 2 Z *三、提高功率因数的意义和方法 输电线消耗功率、电路或用电器吸收或获得的功率以及电力系统输出功率，都与功率因数有密切关系。 改变电路电抗可以改变阻抗，从而改变功率因数。对于感抗性(或容抗性)负载，总是用并联或串联适量电容(或电感)的方法提高其功率因数。 提高功率因数可减小输电线和电源内阻上的电势降落，从而保证用户电器得到一定的电压。 提高功率因数可以充分发挥电力设备的能力。 * *