正弦稳态分析4-5.pptVIP

* u(t)和i(t)取关联参考方向： N i(t) + u(t) - 定值 正弦量 4.5 正弦稳态电路的功率 一、一端口电路的瞬时功率 波形 二、平均功率、无功功率、视在功率 1、平均功率/有功功率 功率因数MAX=1 P0，发出， P:吸收的平均功率，P0，吸收， ?→ ?z ，即为N的阻抗角 此时：P=UIcos?z Q=UIsin?z 如果: N是电阻性，?z=0，P=UI，Q=0; N是纯电感，?z= 90o，P= 0 ，QL= UI; 始终为正值。 N是纯电容，?z= -90o，P= 0 ，QC= -UI; 始终为负值。 N是电感性，?z0，Q0; N是电容性，?z0，Q0; 无功功率反映了N内部与外部交换能量的最大速率。 2、 无功功率 Q N中电阻部分吸收的功率 其平均值即为有功功率P 电抗部分吸收的功率 一个周期内均值为0 电抗部分与外部只有能量的交换，没有能量损耗 定义电抗部分上的瞬时功率振幅为无功功率 定义： Q=UIsin? 无功功率，单位：乏(var) N0 i(t) + u(t) - 特殊情况：N中不含独立源， 3 、视在功率 S 通常用视在功率S表示发电设备的容量，它不一定就是负载能够获得的有功功率。 定义： S = UI ，单位： 伏安[VA] 复功率模 视在功率S 实部 单口网络的有功功率P 虚部 单口网络的无功功率Q 三、复功率： 为计算方便，引入复功率 复功率仅是一个计算的量， 无确切物理含义， 单位：伏安(VA) 正弦稳态电路功率守恒： 单口网络的功率小结： N i(t) + u(t) - 有功功率：P=UIcos? 无功功率： Q=UIsin? 视在功率：S=UI 复功率： 4-33例1，2，4-34例3 R X Z 阻抗三角形 功率三角形 P Q S 四、最大功率传输条件 N RL RL + uoc - R0 N ZL 直流电阻电路： 正弦稳态电路： 负载上获得的有功功率为： 情况1： RL、XL任意可调 情况2： ZL的辐角不可调， 仅有模值可调 ZL + - Z0 可以证明，当|ZL| ?????? = ??????| Z0 ??????????????????| 时， ZL可获得最大功率： 当 XL= –X0 ， RL=R0 时，功率PL将达到最大值: 情况1：RL、XL任意可调 情况2：ZL的辐角不可调，仅有模值可调 称为共轭匹配，此时 ZL=Z0* ZL + - Z0 称为模匹配。 N ZL 正弦稳态电路 最大功率传输条件： 4-35例4 推导多频电路的功率 五、多频电路的平均功率 当电路中同时有多个不同频率激励源（电压源、电流源）作用，计算平均功率时，可以分别计算每个频率的激励源作用时的功率，然后叠加。 叠加定理： 可以使用 不能使用 时域计算： u(t)、i(t) p(t) 相量计算： 单一频率时相量 单一频率P 不同频率P 不同频率下相量 4-36例5 本节作业： 4－28，4－29， 4－31，4－36 4－38 本节重点： 正弦稳态电路的功率、最大功率传输条件 *