电工技术第2版 薛毓强 李少纲第3章 交流电路分析.PPT

第四章 交流电路分析 1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法； 2. 理解电路基本定律的相量形式及阻抗； 熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法， 会画相量图； 3. 掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时 功率、无功功率和视在功率的概念； 4.了解串、并联谐振的条件及特征； 5.了解提高功率因数的意义和方法。 一、瞬时值、 幅值与有效值 二、周期、频率和角频率 第二节 正弦量的相量表示方法 正误判断 例3-3 已知 例3-4 第三节 KCL和KVL的相量形式 电阻元件的功率关系 (2) 平均功率(有功功率)P 可得相量式： 电感元件的功率关系 瞬时功率 ： 瞬时功率 ： 有效值 可得相量式 电容元件的功率关系 瞬时功率 ： R、L、C单一参数正弦交流电路的分析计算小结 (2)相量法 2) 相量图 例3-6 方法1： 方法1： 并联交流电路分析 2. 视在功率 S 阻抗三角形、电压三角形、功率三角形 四、 单相功率的测量 功率表读数？ 五、 功率因数的提高 (1) 电源设备的容量不能充分利用 2. 功率因数cos ?低的原因 （2）增加线路和发电机绕组的功率损耗 常用电路的功率因数 3.功率因数的提高 (2) 提高功率因数的措施: 结论 4. 并联电容值的计算 第六节 电路的谐振 一、 串联谐振 3. 串联谐振特怔 4. 谐振曲线 (2) 谐振曲线 5.串联谐振应用举例 例3-13 二、并联谐振 1. 谐振条件 例3-15 例3-16 第七节 非正弦周期电流电路的计算 一、周期函数分解为傅里叶级数 二、 非正弦周期量的有效值和平均功率 2、非正弦周期电流电路平均功率 三、 非正弦周期电流的线性电路的计算 计算非正弦周期交流电路应注意的问题 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? 例3-11 解： (1) （2）如将 从0.95提高到1，试问还需并多 大的电容C。 （1）如将功率因数提高到 ,需要 并多大的电容C,求并C前后的线路的电流。 一感性负载,其功率P=10kW, ， 接在电压U=220V , ?=50Hz的电源上。 即 即 求并C前后的线路电流 并C前: 可见 : cos ??1时再继续提高，则所需电容值很大（不经济），所以一般不必提高到1。 并C后: (2) 从0.95提高到1时所需增加的电容值 例3-12 解： (1)电源提供的电流为： 电源的额定电流为： (1) 该电源供出的电流是否超过其额定电流？ 已知电源UN=220V , ?=50Hz，SN=10kV?A向PN=6kW,UN=220V， 的感性负载供电， (2) 如并联电容将 提高到0.9，电源是否还有 富裕的容量？ 该电源供出的电流超过其额定电流。 （2）如将 提高到0.9后，电源提供的电流为： 该电源还有富裕的容量。即还有能力再带负载；所以提高电网功率因数后，将提高电源的利用率。 当电源电压或电流（激励）的频率改变时，容抗和感抗随之改变，从而使电路中产生的电压和电流（响应）的大小和相位也随之改变。 在同时含有L 和C 的交流电路中，如果总电压和总电流同相，称电路处于谐振状态。此时电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。 串联谐振：L 与 C 串联时 u、i 同相 并联谐振：L 与 C 并联时 u、i 同相 研究谐振的目的，就是一方面在生产上充分利用谐振的特点，(如在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用)。另一方面又要预防它所产生的危害。 谐振的概念： 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 2. 谐振频率 根据谐振条件： R L C + _ + _ + _ + _ 或 电路发生谐振的方法： (1)电源频率 f 一定，调参数L、C 使 fo= f； 2. 谐振频率 (2)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f = fo 或： (1) 阻抗最小 可得谐振频率为： 当电源电压一定时： (2) 电流最大 电路呈电阻性，能量全部被电阻消耗， 和 相互补偿。即电源与电路之间不发生能量互换。 (3) 同相 (4) 电压关系 电阻电压：UR = Io R = U 大小相等、相位相差180