第4章 正弦交流电路11.ppt

结论 并联电容C后 (3) 电路总的有功功率不变 因为电路中电阻没有变， 所以消耗的功率也不变。 (1) 电路的总电流 ，电路总功率因数 I 电路总视在功率S (2) 原感性支路的工作状态不变: 不变 感性支路的功率因数 不变 感性支路的电流 4. 并联电容值的计算 相量图: 又由相量图可得 即: + - 思考题: 1.电感性负载采用串联电容的方法是否可提高功率因数,为什么? 2.原负载所需的无功功率是否有变化,为什么? 3.电源提供的无功功率是否有变化,为什么? 4.是否并联电容越大，功率因数越高。 4. 并联电容值的计算 相量图: + - 电路是感性的，电压超前电流。 电路是容性的，电压滞后电流。 C R L S 日 光 灯 ＋ U － IC IL I 例1 如图所示为日光灯电路的模型。该日光灯 接在 50 Hz 的工频电源上，现测得 U = 220V，IL =0.4 A， 日光灯的功率 P = 40 W。(1) 求日光灯的无功功率和功 率因数； (2) 求日光灯的等效参数 Z、R 和 L；(3) 如果 要将日光灯的功率因数分别提高到 0.9、0.95 和 1 ，需 要并联多大的电容？ 解： (1) 根据 P = UILcos?1 cos?1 = P U IL 可得 40 220×0.4 = = 0.4545 ?1 = arccos0.4545 = 62.97o Q = UILsin?1 = 220×0.4sin 62.97o var = 78.4 var (2) 求日光灯的等效参数 | Z | = U IL = ? = 550 ? 220 0.4 Z = | Z | ?1 = 550 62.97o ? = (250＋j490) ? 即 R = 250 ?，XL = 490 ? 或 R = P IL 2 = = 250 ? 40 0.4 2 XL = Q IL 2 = = 490 ? 78.4 0.4 2 L = XL ? = H = 1.56 H 490 2?×50 因此 C1 = (tan?1－tan?2 ) P ? U2 (3) 求补偿电容的电容值 ① 如果将 cos? 从 0.4545 提高到 0.9 则 cos?2 = 0.9，?2 = arccos0.9 = 25.84o = (tan 62.97o －tan25.84o ) F 40 2?×50×2202 = 3.884×10－6 F = 3.884 ?F ② 如果将 cos? 从 0.4545 提高到 0.95 和 1 同理可求得 C2 = 4.294 ?F C3 = 5.16 ?F 当cos? 已接近 1 时再继续 提高，需要的电容值很大。 没有必要将 cos? 提高到 1。 例3： 图示电路中,已知:U=220 V,?=50Hz,分析下列情况: (1) S打开时, P=3872W、I=22A，求：I1、UR、UL ; (2) S闭合后发现P不变，但总电流减小，试说明Z2是 什么性质的负载？并画出此时的相量图。 解: (1) S打开时: + - S (2) 当合K后P不变 I 减小, 说明Z2为纯电容负载 相量图如图示: 方法2: + - S + 同相 由定义，谐振时： 或： 即 谐振条件： 谐振时的角频率 串联谐振电路 (1) 谐振条件 4.7.2 谐振电路 R L C + _ + _ + _ + _ (2) 谐振频率 (3) 同相 (3) 串联谐振特怔 (1) 阻抗最小 当电源电压一定时： (2) 电流最大 (4) 电压关系 ＋ UR － ＋ UL － ＋ UC － R L C ＋ U － I ∵ X L =XC ∴ UX = 0 U = UR UL = UC ≠ 0 UX 1 ?0 C 当 ?0 L = ?? R I UR UL UC = U 相量图 电压 谐振 电路中部分电压远大于电源电压的现象——电压谐振 此时，可能导致线圈或电容的绝缘击穿，将会危及设备和人身安全。 (6) 谐振电路的无功功率 Q = 0（P= S）