电工学 上册 第四节 考试 重点.ppt

问题的提出：日常生活中很多负载为感性的， 其等效电路及相量关系如下图。 u i R L COS ? I 当U、P 一定时， ? ? 希望将 COS ? 提高 §4.5 功率因数的提高 P = PR = UICOS ? 其中消耗的有功功率为： 负 载 i u 说明： 由负载性质决定。与电路的参数 和频率有关，与电路的电压、电流无关。 功率因数 和电路参数的关系 R Z 例 40W白炽灯 40W日光灯 发电与供电 设备的容量 要求较大 供电局一般要求用户的 ， 否则受处罚。 纯电阻电路 R-L-C串联电路 纯电感电路或 纯电容电路 电动机 空载 满载 日光灯 （R-L-C串联电路） 常用电路的功率因数 提高功率因数的原则： 必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。 提高功率因数的措施: u i R L 并电容 C 并联电容值的计算 u i R L C 设原电路的功率因数为 cos? L，要求补偿到 cos? 须并联多大电容？（设 U、P 为已知） 分析依据：补偿前后 P、U 不变。 由相量图可知： i u R L C 呈电容性。 呈电感性 问题与讨论 功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况: 功率因素补偿问题（一） 呈电阻性 结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容 容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。 感性（ 较小） 容性（ 较大） C 较大 功率因数补偿成感性好，还是容性好？ 一般情况下很难做到完全补偿 （即： ） 过补偿 欠补偿 ? 功率因素补偿问题（二） 并联电容补偿后，总电路（R-L//C）的有功功率是否改变了？ 问题与讨论 R 定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。 通过计算可知总功率不变。 I 、 其中 功率因素补偿问题（三） 提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？ 补偿后 R L 串电容 行否 补偿前 R L C 问题与讨论 2. 平均功率 P 瞬时功率达到的最大值（吞吐规模） 3. 无功功率 Q （电容性无功取负值） 已知： C ＝1μF 求：I 、i 例 u i C 解： 电流有效值 求电容电路中的电流 瞬时值 i 领先于 u 90° 电流有效值 1. 单一参数电路中的基本关系 电路参数 基本关系 复阻抗 L 复阻抗 电路参数 基本关系 C 电路参数 R 基本关系 复阻抗 小 结 在正弦交流电路中，若正弦量用相量 表示， 电路参数用复数阻抗（ ) 表示，则直流电路中介绍的基本定律、公式、分析方法都能用。 2. 单一参数电路中复数形式的欧姆定律 电阻电路 电感电路 电容电路 复数形式的欧姆定律 在电阻电路中： 正误判断 ？ ？ ？ 瞬时值 有效值 ? ? 在电感电路中： 正误判断 ？ ？ ？ ？ ？ ? 单一参数正弦交流电路的分析计算小结 电路 参数 电路图 （正方向） 复数 阻抗 电压、电流关系 瞬时值 有效值 相量图 相量式 功率 有功功率 无功功率 R i u 设 则 u、 i 同相 0 L i u C i u 设 则 设 则 u领先 i 90° u落后i 90° 0 0 基本 关系 §4.4 R-L-C串联交流电路 若 则 电流、电压的关系： u R L C i （一） 相量方程式： 则 相量模型 R L C 设 （参考相量） R-L-C串联交流电路 -- 相量图 先画出参 考相量 R L C 电压 三角形 总电压与总电流 的关系式 相量方程式： 则 相量模型 R L C 设 （参考相量） 相量表达式： Z：复数阻抗 实部为阻 虚部为抗 容抗 感抗 令 则 R-L-C串联交流电路中的 复数形式欧姆定律 复数形式的 欧姆定律 R L C 　在正弦交流电路中，只要物理量用相量 表示, 元件参数用复数阻抗表示，则电路 方程式的形式与直流电路相似。 是一个复数，但并不是正弦交流 量，上面不能加点。Z在方程式中只是一个运算工具。 Z 说明： ? ? R L C 关于复数阻抗 Z 的讨论 由复数形式的欧姆定律 可得： 结论：Ｚ的模为电路总电压和总电流有效值之比， 　　　而Ｚ的幅角则为总电压和总电流的相位差。 （二） （１） Z和总电流、总电压的关系 （２） Z 和电路性质的关系 　一定时电 路性质由参 数决定 ? 当